Nanokarakterizasyon


Nanoteknolojide malzemelerin nano ve atomik ölçekte görüntülenmesi, ayrıca fiziksel özelliklerinin ölçülmesi hayati bir öneme sahiptir. Taramalı Uç Mikroskopları (Scanning Probe Microscopy) bir iğne ile yüzey arasındaki fiziksel etkileşimleri atomik/nano seviyede ölçerek malzemelerin görüntülerini elde edebilen yeni ve güçlü tekniklerin genel adı olup, nanoteknoloji devrimini ateşleyen en önemli buluştur. Bu ölçüm metodları içinde Atomik Kuvvet Mikroskobu (AKM, Atomic Force Microscope, AFM), Taramalı Tünelleme Mikroskobu (Scanning Tunnelling Microscope, STM), Manyetik Kuvvet Mikroskobu (MFM), Taramalı Hall Aygıtı Mikroskobu (SHPM) gibi malzemelerin değişik özelliklerini değişik hassasiyetlerde ölçebilen yöntemler vardır. Bu mikroskoplar vakumda, yüksek basınç altında, sıvıda, havada, düşük ve yüksek sıcaklıklarda bile çalışabilmekte; TEM ve SEM gibi mikroskoplara göre büyük avantajlar sağlamaktadırlar.

Ayrıca bu yöntemler atomik seviyede görüntü vermelerinin yanında, atomik seviyede bile fabrikasyon yapmamıza imkan vermektedir. Bu mikroskoplar gen manipülasyonundan, atomik transistörlere kadar geniş bir yelpazede geniş fırsatlar sunmaktadır. Henüz başarılamamakla beraber yüzeydeki atomların hangi elementlerden oluştuğunu da Atomik Kuvvet Mikroskopları ile ölçemek yakın gelecekte mümkün olabilecektir. Atomik Kuvvet Mikroskopları henüz sıvıda atomik çözünürlükle çalışamamaktadırlar. Bu mikroskobun sıvı içinde atomik çözünürlükle çalıştırılabilmesi, nanobiyoteknoloji ve diğer nanobilim alanlarında büyük bir devrim yaratacaktır.

1-5 nm seviyesinde SPM litografi geçtiğimiz yıllarda laboratuvar şartlarında gösterilmiştir. Bu yöntemin geliştirilerek e-demet litografisine bir alternatif olması da incelenmektedir.

Temel Araştırma
HEDEF 1: Ulusal Nanokarakterizasyon Merkezinin kurulması (2007)
HEDEF 2 : Taramalı Uç Mikroskoplarının Geliştirilmesi, atomik manipülasyonun oda sıcaklığında daha
kontrollü yapılabilmesi (2010)
HEDEF 3: Sıvıda atomik çözünürlükle çalışan AKM’ler geliştirilmesi (2013)

Uygulamalı ve Sınai Araştırma
HEDEF 1: Atomik Kuvvet Mikroskoplarının yatay-dikey kuvvetleri aynı anda sıvıda/vakumda ölçebilecek hale getirilmesi (2008)
HEDEF 2: Taramalı Hall Aygıtı Mikroskoplarının 5-10nm hassasiyete getirilmesi (2011)

Sınai Geliştirme
HEDEF 1: Yeni Nesil Taramalı Hall Aygıtı Mikroskoplarının/Taramalı Uç Mikroskoplarının geliştirilmesi (2010)
HEDEF 2: Sıvıda atomik çözünürlükle çalışan Atomik Kuvvet Mikroskopları geliştirilmesi (2016)



Kaynak...:
http://vizyon2023.tubitak.gov.tr/stratejikteknoloji/nano.pdf