В Институте молекулярной науки создали голографический микроскоп для 3D-визуализации атомов
Материал подготовлен искусственным интеллектом на основе нескольких источников — ссылки на оригиналы приведены ниже.
Исследователи из Института молекулярной науки Национальных институтов естественных наук Японии создали атомно-голографический микроскоп, способный напрямую визуализировать трехмерное расположение атомов в наномасштабных областях. Прибор использует электронный луч сканирующего электронного микроскопа и двумерный анализатор CoDELMA для одновременной регистрации голограмм углового распределения электронов. Результаты, опубликованные в журнале Review of Scientific Instruments, избавляют от необходимости использования синхротронного излучения, делая атомно-голографическую микроскопию доступной в обычных лабораториях.
Конструкция микроскопа
Микроскоп облучает образец сфокусированным электронным пучком сканирующего электронного микроскопа. Новый двумерный анализатор CoDELMA собирает электроны, испускаемые образцом в широком угловом диапазоне ±50°, и направляет их в энергоанализатор, отбирающий электроны с определенной энергией. Проекционная линза одновременно измеряет их угловое распределение, формируя голограмму. Компьютерная реконструкция голограммы позволяет восстановить трехмерное расположение атомов вокруг атомов выбранного элемента.
Независимость от синхротрона
Ранее атомно-голографическая микроскопия требовала синхротронного излучения, что предполагало длительные процедуры подачи заявок и ограничивало измерения специализированными центрами. Новый прибор использует возбуждение электронным пучком, что делает такие измерения доступными в любой лаборатории. Кроме того, электронный луч можно сфокусировать до нанометрового размера, обеспечивая анализ атомных структур в сверхмалых областях — возможность, недостижимая для синхротронных методов.
Развитие материаловедения
Знание трехмерного расположения атомов в наномасштабных объемах критически важно для создания передовых наноустройств и функциональных материалов. Существующие методы просвечивающей электронной микроскопии дают лишь двумерные проекции тонких срезов. Поэлементное трехмерное изображение, получаемое с помощью атомно-голографического микроскопа, может ускорить разработки в области полупроводников, катализаторов и квантовых материалов.
Что дальше
Группа планирует улучшить пространственное разрешение микроскопа и применить его к реальным структурам устройств. Остается неясным, удастся ли масштабировать технологию для промышленного производства.
1 источник
В Институте молекулярной науки создали голографический микроскоп для 3D-визуализации атомов
