Doorbraak in onderzoek naar quantummaterialen dankzij nieuwe microscoop
Leidse natuurkundigen en technici hebben een microscoop ontworpen die in één meting vier belangrijke karakteristieken van een materiaal kan meten met nanoschaal-precisie. Dit brengt onderzoek en innovaties op het gebied van quantummaterialen in versnelling.
De nieuwe microscoop
Sinds 2021 werken Matthijs Rog en Kahev Lahabi aan de ontwikkeling van een geavanceerde microscoop met de technische naam ‘Tapping Mode SQUID-on-Tip’ (TM-SOT), binnen het team ook wel bekend als ‘Tortilla’. Wat begon als een bouwproject op de zolder van het universiteitsgebouw, is inmiddels uitgegroeid tot een uniek meetinstrument. De microscoop kan in één meting vier essentiële materiaaleigenschappen in kaart brengen: warmte, magnetisme, structuur en elektrische eigenschappen. Juist deze combinatie is van groot belang voor het begrijpen en optimaliseren van quantummaterialen, die een belangrijke rol spelen in technologieën van de volgende generatie.
Quantummaterialen
Quantummaterialen zijn materialen waarvan de eigenschappen alleen goed te begrijpen zijn met behulp van de quantummechanica. Ze gedragen zich anders dan normale materialen. Ze volgen de regels van de quantumwereld, die normaal alleen bij kleine deeltjes voorkomen. Een voorbeeld zijn supergeleiders, waarbij geen stroom verloren gaat. Op dit moment begrijpen wetenschappers nog niet volledig hoe ze functioneren, en werken microscopen meestal alleen met platte preparaten. De nieuwe microscoop kan eigenschappen direct visualiseren, zelfs op een hobbelige chip of een ruw kristal, en daarbij lang onbeantwoorde vragen beantwoorden. Hoewel de werking van deze materialen nog niet volledig wordt begrepen, biedt de microscoop nieuwe mogelijkheden om hun gedrag op fundamenteel niveau te onderzoeken en beter te doorgronden.
