:: OSEL.CZ :: - Nová technologie nabízí rekordní rozlišení elektronového mikroskopu
Nová technologie nabízí rekordní rozlišení elektronového mikroskopu  
Detektory EMPAD a metoda ptychografie umožnují pořizovat snímky elektronovým mikroskopem v rozlišení 0,39 ångströmu. To je momentálně platný světový rekord.

 

Ptychografický snímek dvou vrstev sulfidu molybdeničitého. Kredit: Cornell University.
Ptychografický snímek dvou vrstev sulfidu molybdeničitého. Kredit: Cornell University.

Elektronová mikroskopie není vůbec špatná. Umožňuje nám vidět hluboko do mikrosvěta. Ale i elektronová mikroskopie má své stinné stránky a limity. Čočky elektronového mikroskopu mají vnitřní vady, optické chyby. Kvůli těmto vadám byly vyvinuty speciální korektory, něco jako „brýle“ pro mikroskop. Ani ty ovšem neřeší všechny optické problémy.

 

David Muller. Kredit: Cornell University.
David Muller. Kredit: Cornell University.

David Muller z Cornellovy univerzity a jeho tým vyvinuli nový postup, jak dosáhnout ultravysokého rozlišení na elektronovém mikroskopu, aniž by tomu potřebovali „brýle“ pro mikroskop. Použili k tomu domácí, tedy na Cornellu zhruba před rokem vyvinutý detektor EMPAD (Electron microscope pixel array detector). Úsilí Mullerova týmu nakonec vedlo ke světovému rekordu v rozlišení snímku. Jejich úspěch publikoval časopis Nature.

 

Rozlišení snímku v elektronové mikroskopii se obvykle zlepšuje jednak zvýšením numerické apertury, čili účinné světelnosti čoček, a pak také zvýšením energie paprsku elektronů, který dělá to, co světlo v optickém mikroskopu – osvětluje zkoumaný objekt.


Dosavadní rekordy v rozlišení elektronového mikroskopu byly dosaženy s korektory na čočky mikroskopu a extra vysokou energií paprsku elektronů – 300 kiloelektronvoltů. S takovou výbavou se elektronové mikroskopy dostávaly až k hranici 1 ångströmu. Jeden ångström je přitom 0,1 nanometru. Vazby mezi atomy bývají dlouhé tak 1 až 2 ångströmy. S rozlišením pod 1 ångström je tedy možné pohodlně pozorovat jednotlivé atomy.

EMPAD (Electron microscope pixel array detector). Kredit: Cornell University.
EMPAD (Electron microscope pixel array detector). Kredit: Cornell University.


Mullerův tým nakonec dosáhl rozlišení 0,39 ångströmu, což je nový světový rekord. Navíc k tomu stačí méně energetický paprsek elektronů, který je tím pádem méně drastický pro studovaný vzorek. Muller a spol. použili detektor EMPAD a metodu zvanou ptychografie, čili koherentní difrakční zobrazování.

 

Při pozorování Muller s kolegy využili paprsek elektronů o energii 80 keV, s jehož pomocí pozorovali dvě vrstvy populárního 2D materiálu sulfidu molybdeničitého. Navzdory nízké energii paprsku elektronů bylo rozlišení při zobrazování tak slušné, že při něm bylo možné pohodlně detekovat defekt v krystalové mřížce, který představoval scházející atom síry. S elektronovými mikroskopy a technologií EMPAD si vědci ještě nejspíš užijí hodně zábavy.

Video:  Bright Beams for Electron Microscopy


Literatura
Cornell University 18. 7. 2018, Nature 559: 343–349.

Datum: 24.07.2018
Tisk článku

Ruční tisk - Laurenová Andrea
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 349 Kč
cena: 300 Kč
Ruční tisk
Laurenová Andrea
Související články:

Barevný tisk v rozlišení 100 000 DPI     Autor: Josef Pazdera (14.08.2012)
Kvantové zobrazování a duch Schrödingerovy kočky     Autor: Stanislav Mihulka (29.08.2014)
Nová metačočka ohýbá paprsky všech barev duhy     Autor: Stanislav Mihulka (02.01.2018)



Diskuze:

Malé doplnění

Ludek Cervinka,2018-07-26 08:33:47

Jen bych doplnil k článku jednu zajímavost. Detektor EMPAD byl vyvinut ve spolupráci se společností FEI (Themofisher), která má velkou pobočku v Brně.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni


















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace