Paul van Gerven
10 March 2008

Onderzoekers van het Almaden Research Center hebben een bijzondere variant van Magnetic Resonance Imaging (MRI) gebruikt als microscoop om te kijken naar nanostructuren. Nog niet eerder wist de wetenschap met Magnetic Resonance Force Microscopy (MRFM) objecten te bekijken die kleiner zijn dan 100 nanometer. De techniek levert vooralsnog alleen tweedimensionale afbeeldingen op, maar er is hoop dat 3D-plaatjes in de toekomst ook mogelijk zijn.

MRFM lijkt behalve op MRI ook veel op een andere bestaande techniek: Atomic Force Microscopy (AFM). Daarin tast een scherp naaldje gemonteerd op een duikplankje het oppervlak af. Wanneer het naaldje een kracht ondervindt, buigt de duikplank een beetje door. Meting van die buiging is daarom te vertalen in een tweedimensionale weergave van het oppervlak.

IBM203D20MRI web

Het hart van IBM‘s MRFM-’microscoop‘ is een duikplankje van 120 micrometer lang en 100 nanometer dik.

Bij MRFM is het tipje magnetisch, zodat het reageert op de minuscule magnetische krachten die sommige atoomkernen afgeven. De truc is om met een extern radiofrequent veld het magnetisch moment van atomen te manipuleren. Daardoor ’klappen‘ die heen en weer tussen twee standen: omhoog of omlaag. Het naaldje reageert daarop en begint te trillen op het duikplankje. Die vibratie is te meten met een laserstraal.

De uitbreiding van AFM met magnetisme is vooral interessant omdat er in theorie driedimensionale beelden mee mogelijk zijn. ’Dat is gewoon een kwestie van de sample meerdere malen scannen, iedere keer op een andere hoogte, en vervolgens de beelden combineren tot een 3D-plaatje‘, zegt Dan Rugar, manager Nanoscale Studies van IBM. ’We dromen ervan een eiwit met atomaire resolutie te bekijken.‘