Ученые нашли способ определять ориентацию молекул в тонких пленках
Метод определения ориентации молекул и химических связей в кристаллических органико-неорганических гибридных тонких пленках разработали исследователи университета префектуры Осака, 18 июня сообщает журнал Chemical Science.
Используя лабораторное оборудование с оптическими установками для 3D-печати, ученые разработали простой, универсальный, но очень чувствительный способ для определения ориентации молекул и химических связей в кристаллической органико-неорганической гибридной тонкой пленке, нанесенной на подложку размером всего 10 нм.
Оборудование представляло собой спектрометр, использующий метод инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR) и поляризованный инфракрасный свет с первоначально разработанным блоком ослабленного полного отражения (ATR) с 3D-печатью. Спектрометры FT-IR встречаются в большинстве лабораторий отчасти потому, что они показывают, какие молекулы находятся в образце.
Но эти спектрометры не позволяют выявить трехмерную ориентацию молекул относительно подложек. А знание ориентации важно для производства тонкопленочных устройств, размер которых может быть нанометровым. Непредсказуемый сдвиг молекулярной ориентации на этом уровне может привести к разрушению всей структуры пленки.
«Нам просто нужен был новый тип интерфейса для образцов. Именно здесь команда разработала совершенно новую оптическую установку ATR, которая позволяет наблюдать вибрацию всех молекул, выявляя их ориентацию. Любая лаборатория с 3D-принтером может сделать эти оптические установки ATR», — сказал доцент Кендзи Окада.
Этот метод, как ожидается, будет полезным во многих случаях в материаловедении. Например, когда контроль ориентации связан с контролем физических свойств, функциональным улучшением пористых материалов, используемых для улавливания углекислого газа, и разработкой новых гетерогенных катализаторов.
