lu.se

LUNDS TEKNISKA HÖGSKOLA

Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Nanotrådar växer i direktsändning

2018-04-17

Är det en närbild på en duk? Nej, de svarta prickarna är enskilda atomer! Bilden är i verkligheten knappt 50 nanometer bred, eller 50 miljarddels meter.

Ett nytt mikroskop med superskarp upplösning – bilden kan förstoras upp till 50 miljoner gånger – har flyttat in på Kemicentrum. I första skedet ska det användas av nanoforskare som därmed får full koll på tillverkningen av deras svävande, halvledande, nanotrådar. På sikt ska elektronmikroskopet bli tillgängligt för även andra forskare, är tanken.

Det nanoforskarna ägnar sig åt är ren grundforskning, men förhoppningen är att de små nanotrådarna så småningom ska bana vägen för snabbare och strömsnålare elektronik, exempelvis solceller, led-lampor och transistorer.

– Nu kan vi köra ett experiment på en dag som tidigare tog ett år att genomföra, säger Reine Wallenberg, professor i fasta tillståndets kemi vid LTH och den som koordinerat inköpet och även sett till att det byggts på rätt sätt.

Mikroskopet är alltså specialbyggt, och därmed världsunikt. Kopplat till mikroskopet finns små rör som forslar in heta gaser innehållande halvledande metall-partiklar, exempelvis indium och gallium. Inne i mikroskopet finns en platta med gulddroppar. Dessa suger åt sig metallämnena, varpå halvledande nanopinnar, med en liten guldmössa, ses växa fram. Allt framför forskarnas ögon.

Nanotrådar har visat sig alldeles utmärkt att bygga upp atom för atom, nästan precis som man vill.

– Eftersom vi kan studera vad som händer i både detalj och realtid blir det relativt enkelt för oss att experimentera när vi bygger. Vi får snabbt kvitto på vad som fungerar, säger han.

Allt är inte nanotrådar, mikroskopet ska också användas i ett nystartat forskningsprojekt för att studera elektroners beteende och försöka påverka de elektriska egenskaperna i olika material.

– I min forskning är nanotrådarna bara ett redskap för att studera något annat. Nanotrådar har visat sig alldeles utmärkt att bygga upp atom för atom, nästan precis som man vill, säger Kimberly Thelander, professor i materialvetenskap vid LTH, som leder projektet.

Mikroskopet har varit i drift i några månader och i torsdags var det dags för invigning i form av ett heldags-symposium med flera svenska och utländska forskare på talarlistan och som besökare. Under dagen uppmärksammades även att elektronmikroskopet firar 75 år i Sverige.

Kristina Lindgärde

Snabbfakta: Mikroskopet ETEM  (Environmental transmission electron microscope)…

… förstorar det man vill studera upp till 50 miljoner gånger. Det går att se atomer! Avstånd mellan atomer är en ångström. Den nominella upplösningen är 86 picometer.

… har kostat 35 miljoner kronor och finansierats av Wallenberg-stiftelsen.

… väger nästan sex ton och har tillverkats av det japanska företaget Hitachi.

… är känsligt för vibrationer och magnetfält. Spårvägsprojektet har därför gjort ett specialarrangemang för LTH-området som patenterats av bland annat en elektronmikroskopist i Nederländerna.

… är ett så kallat transmissionselektronmikroskop, vilket innebär att det använder elektroner som ljuskälla. Elektronernas korta våglängd gör det möjligt att få en upplösning som är tusen gånger bättre än det bästa ljusmikroskopet. Tillägget ”Environmental” syftar på införsel av gaser. Annars brukar det vara vakuum.

... kan också användas för att testa nya katalysatorer eller släppa in syre eller väte för att oxidera eller reducera material, för att studera t ex korrosion (utöver nanotrådarna, alltså).