Юный техник 1994-05, страница 10

гут нам свет перехитрить». Так сформулировал главную мысль Эрик Бетциг, которая привела их в конце пути к изобретению.

Вместе с коллегами по лаборатории, группой физиков из Корнельско-го университета и специалистами из Цюрихской лаборатории фирмы IBM, где не так давно был построен туннельный сканирующий микроскоп (подробности см. в «ЮТ» № 10 за 1993 г.). Ученым удалось совершить невероятное — отодвинуть границы оптического микроскопа подальше от дифракционного барьера. Он обрел разрешающую способность в 12 нанометров — до атома водорода, что пазы нается, рукой подать.

Но если вы попытаетесь найш у нового прибора хотя бы отдаленное сходство с традиционным микроскопом, ничего не получится. Ни на что известное он не похож. Главная его деталь — тонкий зонд из оптического волокна, покрытый алюминиевой фольгой. На торце оптического волокна — «окошко» или, говоря по-научному, аппертура диаметром всего 70 нанометров.

Наконечник зонда приближается к исследуемому образцу на расстояние порядка 10 нанометров (простым глазом его уже не уловить) и начинает сканировать, постепенно перемещаясь слева направо и сверху вниз. Примерно так, как перемещается электронный луч по телеэкрану. И изображение, как в телевизоре, строится тоже из отдельных точек.

Получается это так. Лазерный импульс, испускаемый из копчика зонда, доходит до исследуемой поверхности, отражается и возвращается назад, в «окошко» апггертуры. Возвращается, конечно, не весь, а какая-то часть. Ведь чем светлее данный фрагмент, тем, естественно, большую часть света он отразит. Принятый световой импульс тут же транслируется по волоконному зонду в компьютерную память, а сам зонд делает «шажок» дальше, посылая новый импульс... И так шаг за шагом, пока не будет сканировано все изображение.

Но это, тах сказать, технология.

Небывалая же зоркость микроскопа обеспечивается за счет технической хитрости. Для облучения исследуемой поверхности используется одноцветное, монохроматическое излучение с малой расходимостью световых волн. А фантастически малый диаметр наконечника — он меньше длины световой волны — позволяет превратить излучаемый свет длиной в 500 нанометров как бы в сумму многих волн более короткой длины и таким образом отодвинуть барьер дифракции. На обычных расстояниях, свойственных макромиру, добиться этого нельзя, а вот на очень коротких «фокус» удается.

Создатели микроскопа теперь рассматривают области его применения. Например, очень удобным оказалось исследовать с помощью нового научного инструмента ткани гипокампа — мозговой структуры, принимающей участие в процессах памяти. Новым способом удается увидеть клетки. Открывается возможность снять целый фильм о клеточных процессах. Физики из Корнсльского университета и инженеры компании IBM пытаются приспособить его для нанесения узоров па светочувствительную подложку микрочипов. Сегодня такие узоры наносят через трафарет с помощью ультрафиолета.

Однако при всех достоинствах сканирующий оптический микроскоп весьма медлителен. Скорость «ощупывания» измеря;ется минутами, а между тем клеточные процессы протекают за секунды. Скорость требуется и в электронной промышленности. Но ученые полагают, что ее вскоре удастся повысить.

Зонды мо!ут быть также использованы для записи и считывания информации. Причем плотность ее составит 45 млрд. единиц на дюйм. Это в 40 раз больше достигнутой традиционными методами. Физики кодсчитали, что при такой плотности запись цикла музыкальных пьес можно разместить на лазерном диске диаметром с пятак.

Публикацию по иностранным источникам подготовил С. НИКОЛАЕВ

8