Nanotechnologie - slovo, které se
v poslední době objevuje stále častěji.
Z médií na nás prší informace
o nejrůznějších převratných produktech
a aplikacích, které jsou
umožněny právě rozvojem tohoto
nového oboru technologií. Nanotechnologie,
jak už název napovídá,
se zabývá objekty s rozměry v řádu
nanometrů (bývá uváděno 0,1 – 100
nm). Nejde však pouze o pozorování
nebo vytváření těchto objektů, ale
jejich cílené využívání a manipulace
s nimi. Za těchto podmínek je zřejmé,
že „stavebními prvky“ takových
objektů budou molekuly či dokonce
jednotlivé atomy. Nanotechnologie
se dotýkají velmi širokého spektra
lidských činností, od energetiky přes
ekologii, zdravotnictví až po předměty
denní potřeby. K největšímu
rozvoji dochází v posledním desetiletí.
Rozvoj by však nebyl možný,
kdyby badatelé neměli k dispozici
potřebné vybavení.
K základním pomocníkům vědců
zabývajících se nanovědou patří
přístroje pracující s fokusovanými
svazky částic. Jde především o elektronové
mikroskopy (ať již prozařovací/
transmisní nebo rastrovací/skenovací)
a v poslední době rychle se
vyvíjející přístroje pracující s fokusovanými
iontovými svazky (FIB =
Focused Ion Beam).
Obě zařízení jsou si v principu
podobná, používají fokusované svazky
částic pro zobrazování struktur
o velikosti mikrometrů až nanometrů.
Ionty v pracovním svazku přístrojů
FIB mají mnohem větší hmotnost
než elektrony, používané v elektronových
mikroskopech. Svazek iontů
fokusovaných do stopy u průměru
několika nanometrů nebo mikrometrů
je schopen odprašovat materiál
z preparátů, které jsou do takového
přístroje vloženy. Lze tedy provádět
jakési obrábění na úrovni nanostruktur
– „nanoobrábění“.
Tato výhoda se však snadno může
stát nevýhodou. Účinek nanoobrábění
je nutné pozorovat a u přístrojů FIB
je k tomuto pozorování použit stejný
svazek fokusovaných iontů. Přesto,
že intenzita svazku v tomto „pozorovacím“
režimu je mnohonásobně
menší než při nanoobrábění, nelze
se v principu ani zde zcela vyhnout
odprašování materiálu.
Řešení přináší nový typ přístroje,
který kombinuje výhody rastrovacího
elektronového mikroskopu a přístroje
FIB. Jedná se o zařízení, které
umožňuje používat elektrony i ionty
současně, přičemž svazek elektronů
je používán pro zobrazování a svazek
iontů pro nanoobrábění. Přístroje se
označují komerčně jako Dual Beam.
Špičkovým výrobcem popsaných
zařízení je firma FEI, která má své
výrobní závody, laboratoře a předváděcí
centra v řadě zemí na celém světě. Firma
sídli v americkém Oregonu a vedle
řady zákaznicky zaměřených poboček
po celém světě má svá tři vývojově
výrobní centra v USA, Nizozemsku
a také v Brně. Brněnská pobočka firmy
FEI má své výrobní i vývojové oddělení.
S téměř třemi stovkami zaměstnanců
vyrábí a dodává ročně stovky
elektronových mikroskopů a přístrojů
FIB do celého světa. Česká republika
se tak řadí k zemím, které se podílejí na
vývoji nových špičkových technologií.
Přístroje v brněnské pobočce nejen
vyrábějí, ale i vyvíjejí. K posledním přístrojům,
které se v Brně podařilo úspěšně
uvést na trh již v létě loňského roku,
je Quanta 3D FEG. Quanta 3D FEG je
přístroj z rodiny tzv. Dual Beam, tj. přístrojů
pracujících se svazkem elektronů
i iontů. Jde o typický přístroj určený převážně
pro výzkum a vývoj biologických
a průmyslových aplikací, kde je hojně
využíváno nanotechnologií.
Quanta 3D FEG kombinuje elektronový
svazek s vynikajícím rozlišením
lepším než 1 nm a velmi
výkonný svazek iontů, jehož výkonnost
je dnes největší na trhu. Díky
technologii ESEMTM umožňuje práci
s preparáty v jejich přirozeném
stavu, preparáty není nutné před
vložením do přístroje žádným způsobem
připravovat (například pokovením).
Výzkum nanotechnologií by se
neobešel bez možnosti pracovat
s chemickými látkami. Proto může
být Quanta 3D FEG vybavena přídavným
zařízením umožňujícím
připouštění různých chemikálií do
oblasti preparátu, na kterou dopadá
svazek iontů či elektronů, a lokálně
nanášet či odprašovat různé materiály.
Každý přístroj, který opouští
výrobní prostory, je připraven přesně
podle požadavků zákazníka. Na
přání si zákazník může přístroj ověřit
ještě před dodáním a nechat si předvést
základní parametry. O úspěchu
přístroje svědčí obrovský zájem ze
strany zákazníků, mezi něž patří především
špičková průmyslová i akademická
výzkumná pracoviště v nejvyspělejších
zemích světa. Přestože
cena takového přístroje se pohybuje
v řádech desítek milionů korun, stále
převládá poptávka.