A mikroszkópról, amelyet februárban hoznak Magyarországra, Kroó Norbert a közelmúltban vitaindító előadást tartott az Utah-állambeli Snowbirdben rendezett konferencián. A tanácskozáson a magyar tudóst a kvantumoptika területén végzett kimagasló kutatásaiért a Willis E. Lamb Nobel-díjas fizikus tiszteletére alapított díjjal tüntették ki.

"A nagyobb méretek tartományában megszoktuk, hogy vizuálisan ellenőrzünk mindent, a minősítés alapvető eszközévé az optikai mikroszkóp vált. Újabban azonban a kutatás a nanométer (a méter ezredmilliomod része) tartományában folyik. Molekuláris méretű motorokban, tranzisztorokban gondolkodunk, néhány nanométer nagyságú szemcsékkel vagyunk képesek módosítani az anyagok tulajdonságait. Természetes az igény, hogy legyen egy olyan mikroszkópunk, amelynek felbontóképessége megengedi e műveletek ellenőrzését. Az optikai mikroszkóp használatának az úgynevezett difrakciós korlát szab határt.

"Amennyiben két pont közelebb van egymáshoz, mint a fény hullámhosszának a fele, akkor ezek egynek látszanak" - magyarázta Kroó Norbert, aki olyan mikroszkópot fejlesztett ki, amelyre nem vonatkoznak ezen korlátok. A mikroszkóp a fémek felületének vizsgálatára alkalmas, s a jövő nanotechnológiájának egyik eszköze lesz.

"Fémeket eddig nem nagyon használták az optikában, mert elnyelik a fényt" - jegyezte meg Kroó Norbert.
Ezt a korlátott lehet átlépni az úgynevezett felületi plazmonok segítségével, amelyeket Kroó Norbert új típusú fénynek nevez. Mint kifejtette, fény segítségével a fém felületén lévő vezetési elektronokat hullámszerű mozgásra lehet kényszeríteni, amelyben sűrűsödések és ritkulások váltják egymást. Ezek hullámhossza rövidebb a gerjesztő fény hullámhosszánál, vagyis rájuk nem vonatkozik a difrakciós korlát. 

"A felületi plazmonok teremtettek lehetőséget arra, hogy az üvegoptikáról a fémoptikára térjünk át" - hangsúlyozta az akadémikus.

A "közeli tér pásztázó alagútmikroszkóp" egy a fémfelülettel szemben elhelyezett tű. Amennyiben a vizsgált felülethez közel - azaz az optikában "közeli térnek" nevezett tartományban - egy, az alkalmazott fény hullámhosszához képest kisméretű szondát helyeznek, ezen a közeli tér "szóródik". Ez viszont már a távoli térben is detektálható hagyományos módszerekkel. A szórt fény ugyanakkor megőrzi a tér felületi struktúráját, amely finomabb a hullámhossznál, vagyis a hullámhossz már nem korlátozza a mikroszkóp felbontóképességét. Amennyiben a szondát a felület mentén mozgatják, le lehet tapogatni annak szerkezetét.

"A tű nagyon közel van a fémhez, s akkor is folyik az áram, ha nem ér hozzá a fémhez, ez az alagútáram, amelynek segítségével egyidejűleg kirajzolható a felület domborzata, s hőtérképet is lehet készíteni" - magyarázta Kroó Norbert.

Az újfajta mikroszkóp alkalmazásával kapcsolatban a fizikus elmondta, hogy elsősorban nanotechnológiai eszközök gyártásánál lehet szerepük, minden olyan esetben, amikor nanostruktúrákat minősíteni kell.

Alkalmazható molekulaazonosításra is. Létezik a Raman-szórásnak nevezett fényszórás. Ha egy adott színű fénnyel megvilágítanak egy molekulát, a visszasugárzott fény színe attól függ, hogy milyen molekuláról van szó. A mikroszkóppal akár egyetlenegy molekula Raman-szórását ki lehet mutatni.

"Ez fantasztikus lehetőséget biztosít, amelyre akkor van szükség, ha molekulákból nanogépeket szeretnénk összerakni. Tudjuk, hogy milyen molekulát kell egymás mellé tenni, hogyan kell a téglákat építeni. Azt viszont, hogy milyen molekula van ott éppen, azt a Raman-szórással lehet kimutatni" - sorolta a lehetőségeket Kroó Norbert. Mint mondta, a módszert szenzorok létrehozására is lehet alkalmazni.

"Ha egy pici gömböcskére rárakunk néhány molekulát, nagyon érzékeny szenzort kapunk, amely a környezetvédelemben vagy a diagnosztikában is alkalmazható" - tette hozzá Kroó Norbert.