AFM -avbildningen av en adsorberad molekyl på ett substrat görs vanligtvis med AFM -spetsen oscillerande på en konstant höjd, där optimala avbildningsförhållanden (ljusblå region) uppfylls endast för den övre delen av molekylen. Daniel Ebelings grupp använder istället ett konstantströmläge, där AFM -spetsen noggrant följer molekyltopografin, möjliggör en komplett 3D -molekylär avbildning. Upphovsman:APS/Alan Stonebraker
Ett team av forskare vid Justus Liebig University Giessen har hittat ett sätt att dramatiskt förbättra bilderna av topologiskt komplexa 3D-molekyler som skapats med atomkraftmikroskopi (AFM). I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver den enkla anpassningen de gjorde till proceduren som förbättrade upplösningen av AFM kraftigt.
Det har gått nästan ett decennium sedan AFM introducerades, tillåta forskare att skapa bilder av enstaka molekyler och bättre förstå hur molekyler monteras. Men tekniken lider av en stor brist - den fungerar bara på nästan platta molekyler. De molekyler med mer komplexa 3D-egenskaper visualiseras endast delvis tydligt. Anledningen är att sensorns spets oscillerar på ett bestämt avstånd från molekylen som studeras. Detta innebär att endast de delar av molekylen som ligger närmast sensorn tydligt visualiseras. Logik har föreslagit att sättet att åtgärda detta problem är att flytta sondens spets upp och ner längs en väg som efterliknar molekylens topologi. Men ett sådant tillvägagångssätt har visat sig vara svårfångat. Spåra kullar och dalar i realtid och flytta spetsen precis rätt mängd har, tills nu, varit ohållbar.
För att övervinna de problem som ligger i att spåra konturerna av en molekyl, forskarna vände sig till scanning tunneling microscope (STM). Det används också för att skapa bilder på molekylär nivå, men använder ett annat tillvägagångssätt för att göra det. AFM använder krafter från den undersökta ytan för att hålla sensortoppen rätt avstånd för avbildning - STM, å andra sidan, använder tunnelströmmen som flyter genom vakuumet som finns mellan sensortoppen och molekylen som studeras. Forskarna slog tanken på att använda tunnlingsströmmen från STM för att styra spetsen på AFM -sensortoppen - flytta den upp och ner i låssteg med molekylens konturer som studeras.
Forskarna rapporterar att deras enkla justering resulterade i bilder av 3D-molekyler som är lika skarpa för komplexa molekyler som för de som mestadels är platta.
© 2019 Science X Network
