Page 30 - Chytrý zpravodaj - Husinec č. 1 2022

IONT O V Á MIKR OSOND A V NO VÉ MET ODĚ
Z VĚDECKÉHO ÚDOLÍ
ANALÝZ Y A PŘÍPRA VY MIKR OS TRUKTUR

Laboratoř Tandetronu, součást ÚJF AV ČR, provozuje tandemový lineární urychlovač iontů Tandetron 4130 MC, instalovaný
v Řeži v roce 2005. Tým laboratoře pracoval v posledních letech na nových aplikacích metody iontové mikrosondy a rozvinul ji tak,
aby byla použitelná univerzálně a více způsoby.

Iontový svazek zmenšený na průměr volných typů materiálů. enzymy), případně tyto povrchy po ozá-
jednoho mikrometru (mikrosonda) Metoda inovativně využívá i těžších ření UV světlem mohou účinně odbou-
skenuje daný vzorek. Podle vybuzeného iontů, například uhlíkových, pro vytvá- rávat organické škodlivé látky.
záření lze pak třeba sledovat rozložení ření mikrostruktur v různých materiá- Pro tento účel jsou nejperspektivněj-
chemických prvků v porézních materi- lech. Využívání těžších iontů pro tyto ší materiály na bázi grafenu a polyme-
álech na bázi polymerů a grafenu, per- účely je novou cestou, v Evropě dosud rů obohacené například nanočásticemi
spektivních pro aplikace v mikrosenzo- příliš neprošlapanou. Těžší ionty mají vzácných kovů (zejména zlata). Grafen
rech chemických i biologických látek. řadu výhod: výrazně lepší lokalizaci je materiálem s vysokou elektrickou vo-
Nejlehčí dostupný svazek iontů, kte- energie či využitelnost pro širší škálu divostí, pružným i pevným. Skládá se
rým je protonový svazek, zároveň díky aplikací. z uhlíkových atomů uspořádaných jako
své velké schopnosti prostoupit tenkým Iontový svazek mění elektronovou včelí plástve a lze jej vytvořit ve vrstvách
materiálem umožňuje iontovou skeno- a chemickou strukturu materiálu na o tloušťce pouhého jednoho atomu. Při
vací mikroskopií zobrazit vnitřní struk- povrchu. Lze takto výrazně rozšířit či přípravě grafenu laboratoř pracuje s tzv.
turu porézního materiálu. změnit fyzikální vlastnosti materiálu, grafen oxidem (GO), který oproti grafe-
Pro analytické účely využíváme malé elektricky nevodivé materiály v místě nu obsahuje navíc kyslíkové skupiny a je
iontové proudy pro minimalizaci po- modifikace ionty změnit na polovodi- nevodivý. Iontový svazek následně kys-
škození vzorku při analýze. Naopak zvý- vé či vodivé, případně změnit optické líkové skupiny uvolní a vytvoří redukcí
šíme-li iontové proudy a zaměříme-li se vlastnosti například absorpcí určité grafen pouze v místě dopadnu svazku.
na radiačně citlivé materiály, můžeme vlnové délky záření (což bývá žádoucí Vzniknou tak vodivé cesty v nevodivém
tyto ionty použít pro iontovou litogra- zejména v optice). Současně iontovou materiálu.
fii. V tom případě iontovým svazkem litografií vytvoříme složité morfologie Velmi zajímavou aplikací iontové li-
přímo vytváříme mikrosoučástky (mi- povrchů, na nichž lze poté díky zvět- tografie v GO jsou mikrokondenzátory,
kroobrazce) a měníme v daném místě šenému chemicky aktivnímu povrchu využitelné v mikroelektronice jako mi-
strukturu i fyzikální vlastnosti materi- na velmi malé ploše detekovat škodlivé niaturní, flexibilní a poměrně snadno
álu bez použití ekologicky problema- plyny, biologické molekuly (například rozložitelné zásobníky energie. Labora-
tických chemických po- toř Tandetronu tyto mikro-
stupů. Tento postup je kondenzátory vytvořila v růz-
mimořádně perspektivní ných polymerech a v grafen
pro vývoj mikroelektro- oxidu pomocí iontové mikro-
niky (včetně flexibilní), sondy – uhlíkových fokuso-
optiky, a senzorových vaných iontů s energií 5 MeV
aplikací. Současně labo- (megaelektronvoltů).
ratoř vytvořila i vlastní Miroslav Dočkal
software, který umožňuje Ústav jaderné fyziky AV ČR

30 přenos libovolných ob-
razců a struktur do libo-