Одним из наиболее значимых и информативных методов, применяемых сегодня при тонких минералого-петрографических исследованиях, является спектроскопия комбинационного рассеяния (КР). Две группы ученых – из Великобритании и из Швейцарии – независимо друг от друга получили уникальный научный результат. Ими достигнуто пространственное разрешение КР спектроскопии лучшее, чем 20 нм. Объединяет эти работы то, что результаты были получены с помощью российского прибора – ИНТЕГРА Спектра производства компании НТ-МДТ.
КР - это современный оптико-спектроскопический метод , который позволяет получить сведения о состоянии молекул и атомов в конкретной кристаллической решетке, выполнить локальный фазовый анализ минерального вещества. Однако пространственное разрешение любого оптического метода ограничено дифракцией. Невозможно сфокусировать световой луч в пятно меньше половины длины волны в диаметре. Таким образом, для видимого света предел разрешения составляет около 200 нм.
С развитием современных методов исследования наука позволила шагнуть за пределы дифракции. Еще в 2006 году разработка ученых НТ-МДТ соединила в себе два исследовательских подхода: спектроскопию комбинационного рассеяния и сканирующую зондовую микроскопию (СЗМ), что позволило проводить исследования с субволновым пространственным разрешением.
Особенность сочетания СЗМ+КР состоит в том, что на острие зонда сканирующего микроскопа при определенных условиях может возникать гигантское усиление сигнала комбинационного рассеяния. В результате, сигнал из-под острия зонда получается в несколько десятков, сотен, и даже тысяч раз сильнее. Он ограничен уже не пределом дифракции, а величиной области вокруг острия, в которой происходит усиление.
Разработчики НТ-МДТ были первыми, кто создал для подобных исследований коммерчески доступный прибор ИНТЕГРА Спектра и наладил его серийное производство. И хотя сам принцип гигантского усиления комбинационного рассеяния с помощью острия зондового микроскопа известен довольно давно, долгое время никому не удавалось получить микроскопическое изображение с помощью спектров комбинационного рассеяния с разрешением меньше 50 нм. И вот в 2010 году появилось сразу две публикации, в которых ученые с помощью разных конфигураций прибора НаноЛаборатории ИНТЕГРА Спектра получили пространственное разрешение менее 20 нм!
Профессор Сергей Казарян и д-р Эндрю Чан (Department of Chemical Engineering, Imperial College London, Великобритания) проводили исследования углеродных нанотрубок, расположенных на прозрачной подложке. В результате работы удалось получить изображение единичных одностеночных нанотрубок с разрешением 14 нм. Работа опубликована в журнале Nanotechnology.
Профессор Р. Зеноби с коллегами (Department of Chemistry and Applied Biosciences, ETH Zurich, Швейцария) исследовали образец наноразмерных частиц органического красителя, нанесенных на непрозрачную подложку. Они получили изображение с помощью КР спектроскопии с пространственным разрешением 15 нм. Работа опубликована в журнале Nano Letters.
Техника ИНТЕГРА Спектра, позволившая получить такие результаты, в 2006 году вошла в список 100 лучших разработок мира по версии американского журнала R&D 100, в 2010 году получила награду авторитетного консалтингового агентства Frost & Sullivan «Best Practices Award » за наиболее перспективную научную разработку с точки зрения возможностей промышленной коммерциализации.
