Systém pro skenovací optickou mikroskopii blízkého pole v infračervené oblasti (IR-SNOM)

Charakteristické vlastnosti:

• Unikátní aparatura pro skenovací optickou mikroskopii blízkého pole v infračervené oblasti (IR-SNOM) umožňující záznam obrazu ve skenujícím režimu pro různé typy molekulárních materiálů a nanomateriálů.
• IR-SNOM aparatura umožňující záznam mikroskopických obrazů nanomateriálů v infračervené oblasti technikou blízkého pole s laterálním rozlišením lepším než 100 nm pro netransparentní vzorky sestávající ze třech navzájem propojených částí:
• mechanické – založené na principu XYZ mikroskopu se skenovací sondou s piezoelektrickým polohováním vzorku a zpětnovazebným systémem,
• optický – kontinuální zdroj infračerveného záření, ozařovací optika v režimu blízkého pole, sběrná optika a vysoce citlivý detekční systém buď MCT nebo InSb resp. InGaAs typu,
• elektronické – detekční a řídicí systém včetně detekčního zesilovače, lock-in zesilovače a digitálního zpracování signálů.
• Nedílnou součástí stavby aparatury je antivibrační optická lavice umožňující opakovatelná skenovací měření se submikronovým rozlišením a budoucí rozšíření modulárního systému. Požadované příslušenství k přístroji je:
• systémy pro fixaci vzorků,
• systém pro pozorování vzorku umožňující přesné polohování vzorku a pozorování optických jevů mezi optickou sondou a vzorkem,
• software pro řízení experimentu, sběr a zpracování dat včetně analýzy obrazu s možností další aplikace matematicko-statistických metod.

Účel pořizovaného vybavení:

• Hlavním účelem pořízení a sestavení unikátní aparatury je rozšíření molekulárně spektroskopického výzkumu do oblasti vývoje a aplikace mikroskopií blízkého pole se zaměřením na infračervenou spektrální oblast. Navržená konfigurace umožní IR-SNOM mapování poskytující chemickou informaci o povrchu netransparentních vzorků komplementární k analýze pomocí TERS systému. Vyvíjená IR-SNOM technika, která na rozdíl od TERS není dosud komercionalizovaná, představuje sama o sobě novou výzkumnou tématiku v oblasti nanotechnologií, a zároveň najde hlavní využití při charakterizaci a vývoji nových nanostrukturních materiálů a systémů s mimořádnými optickými vlastnostmi, které jsou předmětem výzkumu ve vědecko-výzkumném pilíři „Materiály a chemické speciality.
• Unikátní aparatura bude využívána hlavně studenty doktorského studia (Fyzikální chemie, Analytická chemie, Chemické inženýrství, ale také studenty magisterského studia oborů (Fyzikální chemie, Molekulární Analytická a Fyzikální chemie, Chemické inženýrství a bioinženýrství a v omezené míře i studenty bakalářského studia Fyzikální chemie, Analytická chemie, Nano a mikrotechnologie v chemickém inženýrství). Vybraní bakalářští studenti se seznámí se základním principem této pokročilé mikroskopické techniky a se způsobem přípravy vzorků. Magisterští studenti se naučí základy obsluhy aparatury a zpracování dat v rámci diplomových prací. Doktorandi se hlouběji seznámí s rozvíjenou problematikou technik blízkého pole, naučí se plně využívat IR-SNOM aparaturu, vyhodnocovat měřená data a porovnávat je s výsledky počítačových modelů a simulací, které budou rozvíjet na základě studia literatury a mezinárodních kontaktů budované laboratoře spojující TERS a IR-SNOM mikroskopii.
• Přístroj posílí možnost zapojit se do nových vědeckých projektů a navázat další výzkumné spolupráce s partnery v ČR i v zahraničí.