Лаборатория зондовой микроскопии ИРНИТУ специализируется на исследованиях физико-механических свойств и структур материалов применительно ко всем основным фундаментальным и прикладным инженерным направлениям. За пять лет с момента создания сотрудники провели несколько десятков исследовательских работ в различных областях физики, химии, биологии. Среди работ можно отметить получение снимков рельефа поверхности оксидированного титана, исследование микроструктуры поверхности кварца, исследование тонких пленок, изучение лазерного воздействия на хрящевую ткань при дегенеративных заболеваниях межпозвоночных дисков.

Оснащение лаборатории позволяет решать как самые сложные задачи в области исследования наноструктур и наноматериалов, так и проводить лабораторные работы по основам зондовой микроскопии для студентов специальности «Нанотехнологии». В лаборатории возможно проведение экспериментов, в ходе которых осуществляется измерение нанорельефа поверхности, коэффициента трения на микро- и наноуровнях, анализ качества поверхности материала, с высокой точностью и последующим компьютерным анализом.

По информации руководителя лаборатории Игоря Петрушенко, сканирующий зондовый микроскоп Солвер P47-PRO российской компании «Нанотехнология МДТ» применяется для комплексных исследований различных объектов с высоким разрешением на воздухе, в жидкостях и контролируемой газовой атмосфере, при температуре до 150 градусов Цельсия. Конструкция прибора гарантирует максимальную точность измерений и большое число СЗМ измерительных методик. Микроскоп имеет разрешение в плоскости xy – до нескольких нм (нанометров), по оси z – до доли нм. Размер образца составляет 40х40х10мм.

Солвер P47-PRO позволяет получать изображения нанообъектов практически с атомарным разрешением, то есть увеличивает минимум в один миллион раз. Принцип работы этого микроскопа основан на измерении взаимодействия образца и очень тонкой иглы – зонда, который находится в измерительной головке: микроскоп фиксирует величину этого взаимодействия и строит изображение рельефа поверхности.

Второй сканирующий зондовый микроскоп Интегра Прима – это нанолаборатория, созданная для решения широкого спектра задач в области атомно-силовой микроскопии (АСМ). Интегра Прима предусматривает возможность изучения физических и химических свойства поверхности образца с большой точностью и высоким разрешением. Управляющая электроника нового поколения позволяет работать с высокой скоростью сканирования. С помощью этого зондового микроскопа можно исследовать образец размером 100х100х15мм. Разрешение в плоскости xy составляет до нескольких нм, по оси z – до доли нм. Система видеорегистрации позволяет видеть участок образца на мониторе. Кроме того, микроскоп обладает активной системой виброзащиты, с помощью которой гасятся различные колебания, которые могут повлиять на качество работы.

«Сканирующий зондовый микроскоп (СЗМ) может использоваться для определения микрорельефа поверхности любых веществ, как проводящих, так и непроводящих, с его помощью можно наблюдать всевозможные несовершенства структуры, локализованные на изучаемых поверхностях, например, дислокации или заряженные дефекты, а также различные примеси. Кроме того, СЗМ позволяет выявить границы различных блоков в кристалле, в частности доменов. В последнее время с помощью СЗМ интенсивно изучаются биологические объекты, например молекулы ДНК и другие макромолекулы, главным образом для целей биомолекулярной технологии», – подчеркнул Игорь Петрушенко.

Он уточнил виды работ, выполняемых на микроскопе: это исследования топологических характеристик поверхности твердых тел с высоким разрешением; исследования магнитной и электрической морфологии поверхности магнитных и сегнетоэлектрических материалов электроники; исследования квантово-размерных структур – гетероструктур с квантовыми ямами, квантовыми точками и квантовыми нитями; исследование неупорядоченных систем и пленок неупорядоченных полупроводников.

Сотрудники лаборатории имеют большой опыт работы по перспективным проектам, касающимся теоретических и практических основ выделения и использования углеродных наночастиц из твердых углеродсодержащих отходов производства алюминия. Передовое оборудование лаборатории позволяет ученым продвигаться в исследованиях оптических композитных материалов на основе кристаллов с наноразмерными металлическими и полупроводниковыми частицами.

Заинтересованность в сотрудничестве с учеными ИРНИТУ проявили Иркутский авиационный завод – филиал корпорации «Иркут» (изучение поверхности авиационного алюминия), АО «ИркутскНИИхиммаш» (исследование поверхности оксида титана) и дорожная клиническая больница Иркутска (изучение лазерного воздействия на хрящевую ткань при дегенеративных заболеваниях межпозвоночных дисков).