El equipo del profesor de física Min Ouyang de la Universidad de Maryland (UMD) ha desarrollado un nuevo método de visualización que combina una punta de microscopía de fuerza atómica (AFM) que se mueve rápidamente hacia adelante y hacia atrás con un pulso de luz infrarroja. Este método, llamado microscopía de fuerza torsional infrarroja (TFM-IR), permite medir las vibraciones verticales y horizontales de la superficie del material con una sensibilidad de aproximadamente un nanómetro. A diferencia de la AFM tradicional, que solo detecta la altura de la superficie, la TFM-IR también captura las vibraciones generadas por la luz.
La importancia de la técnica se demostró en experimentos realizados con mica y grafeno de dos capas (moiré); se identificaron cuatro modos de vibración diferentes en la mica y se visualizaron las respuestas a la luz infrarroja de los enlaces dentro de un solo hexágono, así como los enlaces entre las dos capas del grafeno. Esto permitió seguir las respuestas horizontales y verticales por separado y se encontró que los resultados experimentales coincidían con las simulaciones teóricas de vibraciones. De esta manera, se superó la limitación de la técnica TFM anterior, que solo mostraba la forma de la red.
Se espera que el método sea útil para que las empresas de semiconductores detecten defectos en chips a escala nanométrica a temperatura ambiente; además, se puede utilizar para guiar el diseño de dispositivos de próxima generación a escala nanométrica, como sensores cuánticos y computadoras cuánticas fotónicas.