Eindhoven (NL) – Met een koolstofnanobuis verbeteren natuurkundigen de resolutie van elektronenmicroscopen.


Medewerkers van Philips hebben in samenwerking met onder andere Leidse natuurkundigen een verbetering aangebracht in elektronenmicroscopen. In een recent verschenen artikel in Nature presenteren zij de eerste resultaten van hun knip-en-plakwerk met koolstofnanobuizen.

De nanobuis is te zien als langwerpige grijze vlek aan de zwarte tip

Elektronenmicroscopen kunnen details van enkele nanometers (een nanometer is een miljoenste van een millimeter) zichtbaar maken. Zoals een gewone microscoop kleine details zichtbaar maakt met een bundel licht, doet een elektronenmicroscoop dat met een elektronenbundel. Hoe smaller en gerichter de elektronenbundel is, des te groter is de resolutie van de microscoop.
Om de elektronenbundel zo smal mogelijk te maken, bevatten de meeste elektronenmicroscopen een speciaal geprepareerde metalen tip. Als deze tip verhit wordt, schieten er elektronen uit richting het preparaat. Het nadeel van verhitten is echter wel dat er een grote spreiding in de snelheid van de elektronen ontstaat. Hierdoor verslechtert de resolutie.
Zogenaamde koude tips gebruiken een andere methode. Een elektrisch veld trekt de elektronen uit de tip naar het preparaat. Het probleem van deze methode is dat zo'n tip een erg scherpe punt moet hebben. De elektronen moeten namelijk elke keer uit hetzelfde punt komen, anders vervaagt het uiteindelijke beeld.
Koolstofnanobuizen hebben van nature een scherpe vorm die ook erg stabiel is. De eerste metingen van de onderzoekers met een koolstofnanobuis gelijmd op een ouderwetse tip leveren hoopvolle resultaten: de zogenaamde reduced brightness – hoeveel stroom er op een bepaalde plaats uit de tip komt gedeeld door de aangelegde spanning – is bij de koolstofnanobuizen een factor tien beter dan bij de tips van huidige elektronenmicroscopen.
De onderzoekers denken dat de plaatjes die ze met de nanobuizen kunnen maken, veel meer contrast zullen bevatten. Helaas kunnen zij in Nature nog geen beeldmateriaal toevoegen dat deze theorie bewijst.

Sonja Jacobs