Mikroskopie s pomalými elektrony a grafen

Vše začalo počátkem r. 2008, kdy prof. H.-W. Fink pozval Ivanu Müllerovou a mne na Univerzitu v Curychu, abychom přednesli příspěvek o rastrovací mikroskopii velmi pomalými elektrony. Tuto mikroskopickou metodu považujeme za svoje dítě a pěstujeme ji od prvních pokusů v r. 1992. Až do roku 2006 jsme byli jediným pracovištěm na světě, kde byla metoda k dispozici – pouze my jsme dokázali dělat mikrosnímky s vysokým rozlišením pod 200 elektronvoltů (eV). Od r. 2006 je metoda zaváděna do nových typů rastrovacích mikroskopů a nejnižší nabízená energie je nyní 50 eV. Mikroskopii pod 50 eV až do „nuly“ děláme doposud sami.

Přednášky v Curychu měly velmi dobrý ohlas a prof. Fink nás informoval o projektu SIBMAR, pro který se mu naše metoda zdála užitečná. Šlo o holografické zobrazování jednotlivých makromolekul typu DNA, a to bez čoček, pouze projekcí vlnou pomalých elektronů a rekonstrukcí hologramu vzniklého interferencí prošlé vlny a vlny rozptýlené objektem (metoda je známa jako Gaborova holografie). Makromolekulu bylo nutné fixovat na vhodnou podložku a slibným se zdál nově objevený grafen, tedy samonosná uhlíková fólie o tloušťce jednoho atomu. Členem řešitelského konsorcia byl K. Novoselov, budoucí laurát Nobelovy ceny za r. 2010. Nám byla nabídnuta účast na projektu v roli pracoviště schopného zobrazovat grafen pomocí pomalých elektronů a zjišťovat propustnost, popřípadě najít nejvhodnější energii elektronů. Do konsorcia projektu jsme přistoupili v létě 2008. V říjnu 2008 jsme pak v Brně organizovali workshop doplněného konsorcia, mj. za účasti K. Novoselova.

Od podzimu 2008 do konce března 2010 jsme na projektu SIBMAR pracovali a vyvíjeli rastrovací prozařovací mikroskopii (STEM) velmi pomalými elektrony. Běžně se STEM provozuje při desítkách až stovkách tisíc eV, avšak my jsme se pustili do zobrazování tenkých vzorků na průsvit elektrony o energii v jednotkách eV, což zatím není k dispozici na žádném jiném pracovišti. Do dnešní doby se nám podařilo metodu uvést do života a pořídit mikrosnímky různých vrstev o tloušťkách 10 nanometrů a méně, včetně snímků grafenu z Manchesteru. Skutečně kvalitní mikrosnímky však vznikly až po skončení projektu SIBMAR v březnu 2010. Výsledky jsme publikovali a teď nás mrzí, že jsme se spokojili s poděkováním K. Novoselovovi za poskytnutí vzorku a neudělali z něho spoluautora – to by teď byla cenná trofej.

Během projektu se celé konsorcium setkalo na několika workshopech. Měli jsme příležitost Novoselova poznat jako statného chasníka, spíše mlčenlivého, působícího klidným a rozvážným dojmem. Na přelomu roku jsem se pokoušel získat jej k přednesení úvodní přednášky na výroční konferenci Československé mikroskopické společnosti v únoru 2011. Odpověděl okamžitě, projevil zájem o naše nové výsledky, poděkoval za pozvání, ale odmítl je. Vysvětlil, že nápor na něho je teď tak obrovský, že v zájmu zachování svého duševního zdraví musí udělat rázný řez: v roce 2011 pojede jen na konference, které měl sjednány ještě před udělením Nobelovy ceny. Rozumím mu.