Australia bruker nanopartikler for å designe ny lyskilde som bidrar til å forbedre brikkekvaliteten og -utbyttet

En gruppe fysikere fra Australian National University (ANU) og University of Adelaide kunngjorde nylig at ved å utvikle en ny lyskilde ved bruk av nanopartikler, var de i stand til å observere verden av ekstremt små gjenstander tusenvis av ganger mindre enn et menneskehår, som lover å føre til betydelige fremskritt innen medisin og andre teknologier.
Forskningen kan ha stor innvirkning på medisinsk vitenskap ved å tilby en kostnadseffektiv løsning for å analysere bittesmå gjenstander som tidligere ikke engang kunne "ses" av et mikroskop, og arbeidet kan også være til nytte for halvlederindustrien ved å forbedre kvalitetskontrollen i databrikken. produksjon.
Teknikken fra Australian National University bruker nøye utformede nanopartikler for å øke frekvensen av lys sett av kameraer og andre teknikker med en faktor på syv. Det er "ingen grense" for hvor langt lysfrekvensen kan økes, sa forskerne. Jo høyere frekvens, jo mindre objekt ser vi med lyskilden.
Teknologien, som krever bare én nanopartikkel for å fungere, kan brukes på mikroskoper for å hjelpe forskere med å forstørre verden av ultrasmå objekter med 10 ganger oppløsningen til tradisjonelle mikroskoper. Dette vil tillate forskere å studere objekter som ellers ville vært for små til å se, for eksempel den indre strukturen til celler og individuelle virus. Og å være i stand til å analysere slike små gjenstander kan hjelpe forskere bedre å forstå og bekjempe visse sykdommer og helsetilstander.
"Tradisjonelle mikroskoper kan bare studere objekter som er større enn 10 milliondeler av en meter. Imidlertid er det et økende behov innen en rekke felt, inkludert det medisinske feltet, for å kunne analysere små objekter så små som en milliarddels meter." sa hovedforfatter Dr. Anastasiia Zalogina fra School of Physics Research ved Australian National University og University of Adelaide, "og vår teknologi kan bidra til å møte denne etterspørselen."
Nanoteknologien utviklet ved Australian National University kan bidra til å skape en ny generasjon mikroskoper som kan produsere mer detaljerte bilder, sa forskerne.
"Forskere som ønsker å generere svært forstørrede bilder av et veldig lite objekt i nanoskala kan ikke bruke et tradisjonelt optisk mikroskop. I stedet må de stole på superoppløsningsmikroskopiteknikker eller bruke elektronmikroskopi for å studere disse små objektene," sa Dr. Zalogina, " men denne teknikken er treg og teknologien er veldig dyr, og koster vanligvis mer enn 1 million dollar. En annen ulempe med elektronmikroskopi er at den kan skade de fine prøvene som analyseres, mens optisk mikroskopi lindrer dette problemet."
Mens øynene våre ikke kan oppdage infrarødt og ultrafiolett lys, kan vi potensielt "se" dem gjennom kameraer og andre teknologier. Medforfatter Dr. Sergey Kruk, også fra Australian National University, sa at forskerne var interessert i å få svært høyfrekvent lys, også kjent som "ekstrem ultrafiolett". Vi kan se mindre ting med fiolett lys enn med rødt lys. Og med en ekstrem ultrafiolett lyskilde kan vi se mye mer enn det vi kan se med et konvensjonelt mikroskop i dag.
Dr. Sergey Kruk sa at teknologien fra Australian National University også kan brukes i halvlederindustrien som et kvalitetskontrolltiltak for å sikre en strømlinjeformet produksjonsprosess. "Databrikker består av svært små komponenter med funksjonsstørrelser på nesten en milliarddels meter. Under brikkeproduksjon vil det være fordelaktig for produsenter å bruke en liten kilde til ekstremt ultrafiolett lys for å overvåke prosessen i sanntid slik at eventuelle problemer kan bli diagnostisert tidlig."
På denne måten kan produsenter spare ressurser og tid på å produsere dårligere brikker, og dermed øke utbyttet av brikkeproduksjon. Det er anslått at hver 1 prosent økning i produksjon av databrikke kan spare 2 milliarder dollar.
"Australias blomstrende optikk- og fotonikkindustri, representert av nesten 500 selskaper med omtrent 4,3 milliarder dollar i økonomisk aktivitet, setter vårt høyteknologiske økosystem i en god posisjon til å ta i bruk nye lyskilder for å få tilgang til nye globale markeder for nanoteknologiindustri og forskning." Dr. Sergey Kruk bemerket.