新型纳米显微镜可同时测量纳米复合材料的性能

韩国标准与科学研究院（KRISS）开发了一种能够同时测量各种纳米材料特性的混合纳米显微镜。这种纳米显微镜对研究纳米复合材料的性能至关重要，也适合商业化。预计将促进相关材料和设备行业的发展

新开发的显微镜是一种结合了原子力显微镜、光诱导力显微镜和静电力显微镜功能的混合纳米显微镜。它不使用透镜，而是使用一个精细的功能探针来敲击样品，从而可以通过一次扫描同时测量纳米材料的光学和电学性质以及形状

双层石墨烯是受益于使用混合纳米显微镜的典型纳米材料之一。与单层石墨烯相比，它具有优异的机械强度、柔韧性和高导热性，具有巨大的应用潜力。双层石墨烯表现出各种性质，包括超导性，这取决于施加到每层的电压或两层之间的扭曲角

KRISS材料性能计量小组已经阐明了用混合纳米显微镜在双层石墨烯中观察到的独特红外吸收响应的原理。KRISS的研究人员证实，这种现象是由两层石墨烯之间的电荷不平衡引起的。他们还通过实验证明了通过有意诱导和调节电荷不平衡来控制红外吸收的能力

传统的纳米显微镜一次只能测量材料的单一性质，这使得测量和分析复合材料的性质具有挑战性。尽管有一些同时测量两种性质的情况，但其商业化仍然受到限制，因为它需要制造设备

KRISS开发的新型纳米显微镜可以很容易地应用于工业环境，因为它可以在不显著改变现有原子力显微镜结构的情况下制造。因此，KRISS研究团队是第一个开发出可商业化的混合纳米显微镜的团队

通过将其测量特性扩展到光学和电学特性之外的磁性特性，将有可能在纳米尺度上同时观察到这三种特性。这有望加速对包括量子材料在内的各种纳米复合材料性能的研究，为纳米材料、零件和设备的开发做出贡献

这项技术的另一个优势是能够引起特性的局部变化。通过使用显微镜探针刮擦样品表面并调整施加的电子量，可以像开关一样同时控制部件的光学和电学特性。这对于应用复合特性的电路和复杂器件的设计是有用的

KRISS材料性能计量小组的首席研究员Eun Seong Lee博士说：“这一成就是我们自2015年以来在纳米测量方面研究经验的结晶。我们希望通过开发复合材料性能的纳米测量技术，在新材料研究中占据领先地位。“

这项研究发表在《光：科学与应用》杂志上