Новый микроскоп позволил запечатлеть атомы в рекордной на сегодняшний день разрешающей способности

Снимок атомов

В 2018 году исследователи из Корнуэльского университета (Cornell University) разработали и изготовили невероятно мощный датчик, данные от которого, проходя сквозь сложную математическую обработку, называемую птихографией (ptychography), позволяют значительно улучшить разрешающую способность электронных микроскопов. Это достижение позволило получить рекордное на то время значение разрешающей способности, однако, главный недостаток этой технологии заключается в том, что она работает только со сверхтонкими образцами материалов, толщина которых не превышает нескольких атомов.

И недавно, исследовательская группа, в состав которой входили как новые люди, так и старые кадры из Корнуэльского университета, разработала и создала новый датчик — пиксельный массив электронного микроскопа (EMPAD, electron microscope pixel array detector), в котором используются более совершенные алгоритмы трехмерной реконструкции. Плюс к этому, ученым удалось более точно компенсировать искажения, возникающие из-за рассеивания электронов в исследуемом образце. И это все вместе позволило удвоить показатель разрешающей способности по сравнению с показателем, полученным в 2018 году.

Метод птихографии использует данные, получаемые при помощи сканирования образца электронным лучом. При движении луча на чувствительную поверхность датчика попадают образы, очень похожие на пятно от лазерной указки. По изменениям этих образов можно вычислить форму объекта, который стал причиной рассеивания и отклонения электронного луча.

Датчик EMPAD работает в немного расфокусированном режиме, а электронный луч имеет большую ширину для того, чтобы обеспечить максимально возможный динамический диапазон входных данных. Последовательность полученных образов пропускается через алгоритмы сложной математической обработки, что позволяет синтезировать изображение объекта с точностью до одного пикометра.

Исследователи сообщают, что разрешающая способность так высока, что это даже имеет отрицательный эффект. Края атомов на изображении остаются размытыми из-за тепловых колебаний атомов во время съемки. Тем не менее, новый мировой рекорд разрешающей способности установлен, и вряд ли кому-либо удастся взять этот барьер в скором будущем при помощи других технологий.

Появление новы высококачественных электронных микроскопов открывает перед учеными возможности измерения тех вещей, которые невозможно было сделать ранее.

Ключевые слова:
Электронный, Микроскоп, Линза, Датчик, Птихография, Материал, Атом, Разрешающая, Способность, Рекорд

Первоисточник

Другие новости по теме:

  • Новый электронный микроскоп может «видеть» больше, чем просто изображение
  • Новый электронный микроскоп обеспечивает представление квантового мира с са …
  • Электронная микроскопия добирается до разрешающей способности уровня отдель …
  • Чьи возможности выше, гигантского телескопа или гигантского микроскопа?
  • Ученые установили рекорд разрешающей способности, «нарисовав» электронным …
  • Share Button

    Материалы по теме:

    Созданный в лаборатории аналог «космического магнита» является альтернативой магнитам из редкоземельных элементов
    Во многих наших электронных и бытовых устройствах используются узлы и механические детали, изготовленные из редкоземельных элементов. Не исключением являются и более крупногабаритные вещи, турбины ...
    Впервые были обнаружены «призрачные» частицы, порожденные при столкновениях в Большом Адроном Коллайдере
    Ученые-физики впервые в истории зарегистрировали "призрачные" частицы нейтрино, порожденные при столкновениях внутри Большого Адронного Коллайдера (БАК), самого большого и мощного ускорителя частиц на сегодняшний ...
    Новый квантовый микроскоп, работающий за пределами фундаментальных ограничений, позволяет увидеть «невозможные» вещи
    Австралийские исследователи продемонстрировали работу созданного ими нового квантового микроскопа, который работает за пределами барьера фундаментальных физических ограничений и позволяет увидеть столь малые вещи, которые ...
    Астрофизики смоделировали самую маленькую область пространства в момент Большого Взрыва
    О том, что происходило в момент Большого Взрыва, можно только предполагать и догадываться. Но некоторые из таких догадок могут быть проверены математически, путем проведения ...
    Сможет ли квантовый компьютер заменить Большой Адронный Коллайдер?
    Группа исследователей из Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли использовала один из существующих квантовых компьютеров для успешного проведения моделирования процессов, происходящих при столкновениях элементарных ...
    You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

    Leave a Reply

    Яндекс.Метрика