In Utrecht is het gelukt om met een AFM-microscoop het krachtenspel tussen twee koolstofmonoxidemoleculen te meten. Daarmee is meteen de theoretische resolutielimiet van dit instrument vastgesteld, zo melden Zhixiang Sun, Peter Liljeroth en collega’s in Physical Review Letters.

De publicatie borduurt voort op de eerder in Utrecht bedachte truc om een koolstofmonoxidemolecuul aan de koperen tip van zo’n ‘atomic force microscope’ te hangen. Met die tip kun je andere moleculen als het ware aftasten, en het idee is dat CO het scherpst denkbare puntje oplevert: één zuurstofatoom dik, om precies te zijn.

De onderzoekers hebben nu een tweede CO-molecuul rechtstandig op een koperoppervlak gemonteerd, en gekeken wat er gebeurde als ze dat naderden met hun CO-gemodificeerde tip. Dit in ultrahoog vacuüm bij een temperatuur van 5 K.

Zoals te verwachten was zagen ze eerst Van der Waals-aantrekking optreden, gevolgd door een afstotende kracht (Pauli-repulsie) toen beide moleculen nog dichter bij elkaar kwamen.

Opvallend is dat de optredende krachten niet wezenlijk afwijken van wat je theoretisch verwacht van twee ‘losse’ CO-moleculen. De tip en het kopersubstraat beïnvloeden de meting dus kennelijk nauwelijks.

Het gaat pas mis wanneer de onderlinge afstand kleiner wordt dan ongeveer 5 Angstrom. Dan worden de onderlinge krachten zo groot dat de CO-moleculen niet meer recht op het koper blijven zitten. De onderzoekers vermoeden dat die minimumafstand algemeen geldig is voor experimenten met een CO-gepunte AFM.

bron: FOM, UU