Page 13 - No 22

modern Kémia siKertörténete

Regensburgi Egyetemen kifejlesztett
qPlus mikroszkópban az alagút áram és az
atomerő párhuzamosan rögzíthető a kép-
alkotás során. A qPlus készüléket feltaláló
Franz Giessibl (https://doi.
org/10.1088/0957-4484/15/2/017) a kar-
órákban is megtalálható kvarckristály-
oszcillátor egyik szárára egy fém tűt erősí-
tett, a másik szárat pedig egy kerámia lap-
hoz rögzítette (lásd 4. ábra). Az atomerő
3.ábra. A C18 molekula előállításának első szintetikus megközelítése. hatására az oszcillátor rezonancia frek-
venciája eltolódik és a frekvencia-eltoló-
várhatóan C -ra és antracénre bomlik el. a mikroszkópiás módszerek fejlődése dást rögzítik a kép alkotás folyamán.
18
Valóban, a megfelelő hőmérsékletre heví- vezetett. Molekuláris kémiai vizsgálatokhoz általá-
tett C prekurzor (1) bomlástermékei Az IBM svájci laboratóriumában kifej- ban CO molekulával funkcionalizált tűhe-
18
között tömegspektrometriás módszerek- lesztett pásztázó tűszondás mikroszkópia
kel detektálható volt a szabad C . (SPM: Scanning probe microscopy) révén
18
Melléktermékként antracént és részlege- valóra vált a felületek atomi léptékű
sen bomlott kiindulási anyagot (egy, illet- leképzése és atomi léptékű átalakítása, A szerves kémiai szintézis
ve két antracén védőcsoportot tartalmazó manipulálása. A mikroszkóp lelke a W fejlődésével felvetődött a
prekurzort) találtak. vagy Pt-Ir tű, amelyet az IBM kutatói
Ez az eljárás ugyan sikeresnek volt fókuszált ionsugárral hegyeznek ki. A tisztán szénatomokból álló
mondható, hiszen stabil prekurzorából pásztázó tűszondás mikroszkópban a kép- molekulák (Cn) előállítása
kiindulva előállították és detektálták a C - alkotás során a tű követi a felület morfo- ismert szerkezetű
18
at, azonban a molekula szerkezetével kap- lógiáját és a számítógép folyamatosan
csolatos kérdéseket nyitva hagyta. Ezt rögzíti a tű mozgását. A szonda két fizikai kiindulási anyagokból,
követően további vizsgálatok történtek a jelenség felhasználásával érzékeli a felület funkciós csoport
C szintetikus előállítására, azonban egyik közelségét: a) a tű hegyén lévő atomok és átalakításokon keresztül.
18
sem volt konkluzív a szerkezetet illetően. a felület atomjai közözött fellépő erőhatá-
A molekulaszerkezet körüli bizonytalansá- sok által (atomerő), b) a kettő között fellé-
got tovább fokozták a korábbinál maga- pő úgynevezett alagúteffektus és az ehhez
sabb szintű számítások, amelyek egymás- kapcsolódó alagútáram szabályozása gyet alkalmaznak. A
nak ellentmondó eredményeket adtak a révén. tűhegyre fiziszorbeált, inert CO az atomi
poliacetilén illetve a kumulén szerkezet Kaiser és munkatársai a C előállításá- hegyességet biztosítja a mérésekhez. A
18
stabilitását illetően. A C szerkezetével hoz és leképezéséhez az un. qPlus mikro- tűhegyet képező oxigén atom a lehető leg-
18
kapcsolatos ismereteinkben az áttöréshez szkópos technológiát alkalmazták. A jobb laterális felbontást biztosítja.
Továbbá a CO meggátolja, hogy a fém tű
kölcsönhatásba lépjen a vizsgált moleku-
lával és „magával ragadja” azt a felületről.
A Gross által vezetett rüschlikoni IBM
csoportban kimutatták, hogy az alagút
effektust felhasználva a szerves vegyületek
térbeli szerkezete megváltoztatható. Gross
csapata a felületre felvitt molekulák egyes
részleteit leválasztotta a tű és a felület
(minta) közötti feszültség megemelésével.
Ezt a módszert már többször alkalmazták
gyengén kötött hidrogén és halogén ato-
mok leválasztására és reaktív molekulák
előállítására
4. ábra. A qPlus szenzor: (a) Átlátszó kvarcóra (b) a referencia órajelet (ütemet) (https://doi.org/10.1038/s41570-016-0005).
adó kvarckristály-oszcillátor (c) kerámia lapra szerelt qPlus szenzor. Az 5. ábrán látható az atomi manipuláció

Kémiai panoráma 22. szám, 2020. évfolyam 2. szám 13