近日，韩国标准与科学研究院（KRISS）开发了一种混合纳米显微镜，可以同时测量各种纳米材料的性能。这种纳米显微镜对于研究纳米复合材料的性能是必不可少的，也是适合商业化的。预计将促进相关材料和设备产业的发展。
该显微镜是一种集原子力显微镜、光致力显微镜和静电力显微镜功能于一体的复合型纳米显微镜。它没有使用透镜，而是使用一种精细的功能探针来敲击样品，允许通过一次扫描同时测量光学和电学特性以及纳米材料的形状。
双层石墨烯是一种典型的受益于混合纳米显微镜的纳米材料。与单层石墨烯相比，它具有优越的机械强度、柔韧性和高导热性，具有巨大的应用潜力。根据施加在每层上的电压或两层之间的扭曲角度，双层石墨烯表现出各种特性，包括超导性。
KRISS材料性能计量小组阐明了用混合纳米显微镜观察双层石墨烯中独特的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识地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一种材料的单一性质，这使得测量和分析复合材料的性质具有挑战性。虽然有同时测量两种性质的情况，但由于制造设备的要求很高，其商业化仍然受到限制。
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研究组首次开发出了可以商业化的混合纳米显微镜。
除了光学和电学性质外，通过将其测量性质扩展到磁性性质，将有可能在纳米尺度上同时观察这三种性质。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、零部件和设备的发展做出贡献。
该技术的另一个优点是能够诱导属性的局部变化。通过使用显微探针划伤样品表面并调整施加的电子量，可以像开关一样同时控制组件的光学和电学特性。这对于应用复合材料特性的电路和复杂器件的设计是有用的。
KRISS材料性能计量组首席研究员李恩成博士表示:“这是我们自2015年以来在纳米测量方面的研究经验的高潮。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。”
该研究得到了科学与信息通信技术部“纳米安全技术支持计划”和“杰出青年科学家研究计划”的支持，并于2023年11月在线发表在《Light: Science & Applications》（IF: 20.257）上。技术转让和海外专利申请也在进行中。
