L'Électron Nanodiffraction Offre la Représentation Atomique de Définition - Technologie Neuve

Une technique d'imagerie neuve qui utilise la diffraction d'électrons salue améliorent la définition d'image et la sensibilité à de petites structures a été développée par des scientifiques à l'Université de l'Illinois au l'Urbana-Champagne. La technique travaille au même principe que la diffraction des rayons X, Mais peut structure record d'un nanostructure ou d'une macromolécule unique.

La Détermination de la structure des matériaux - tels que des cristaux de protéine - est actuel exécutée utilisant la diffraction des rayons X. Cependant, beaucoup de petites structures utilisées en nanotechnologie n'ont pas été accessibles à la cristallographie, ainsi leurs structures demeurent inconnues.

La « Nature est pleine des objectifs qui ne peuvent pas être facilement cristallisés, y compris beaucoup de protéines et les objectifs de taille d'une nano qui manquent d'une structure périodique, » a dit la Jian-Minute (Jim) Zuo, un professeur de scientifique et technique de matériaux chez l'Illinois et auteur correspondant d'un papier pour apparaître dans la question du 30 mai de la Science de tourillon. « Notre technique a le potentiel aux nanostructures non périodiques d'image, y compris les macromolécules biologiques, à la définition atomique. »

Pour expliquer l'efficacité de leur technique d'imagerie, Zuo et ses collègues ont enregistré et ont traité le diagramme diffraction d'un nanotube de carbone de double-paroi.

Les « nanotubes de Carbone sont d'intérêt particulier parce que les propriétés mécaniques et électriques d'un nanotube dépendent de sa structure, » ont dit Zuo, qui est également un chercheur au Laboratoire de Recherche de Matériaux de Frederick Seitz sur le campus de l'Illinois. « Cependant, seulement la shell extérieure d'un nanotube de carbone a été imagée en balayant la microscopie de perçage d'un tunnel avec la définition atomique. »

Puisque le carbone possède peu d'électrons, la dispersion d'un faisceau d'électrons est par nature faible et a type comme conséquence une image avec le contraste faible et définition faible, Zuo a dit. Les atomes de carbone de Représentation a été un défi spécial.

« Tandis Que les microscopes électroniques conventionnels peuvent réaliser une définition approchant 1 angström pour beaucoup de matériaux, » Zuo a dit, « la limite de définition pour le carbone dans les nanotubes est seulement 3 angströms. »

À l'image un nanotube de carbone de double-paroi, les chercheurs a sélecté la première fois un objectif unique de nanotube dans un microscope électronique de boîte de vitesses. Alors ils ont illuminé le nanotube avec une poutre des électrons étroite environ 50 nanomètres de diamètre. Après enregistrement du diagramme diffraction, ils avaient l'habitude une technique et un traitement itératif oversampling pour rechercher l'information de phase et pour construire une image avec une définition de 1 angström.

« Puisque ce procédé n'utilise pas une lentille pour former l'image, la définition n'est pas limitée par aberration de lentille, » Zuo a dit. La « aberration de Lentille est le facteur qui avait limité la définition des meilleurs microscopes électroniques. Elle est comme le flou quand vous examinez par le bas d'une bouteille de vin. »

La complexité de l'image de nanotube était étonnante, Zuo a dit. « Le nanotube de double-paroi se compose de deux nanotubes concentriques de différentes cornières hélicoïdales. Comme deux vis avec l'hauteur de son différente, parfois les structures de nanotube alignent et parfois elles ne font pas. Ceci a comme conséquence une configuration compliquée des deux coïncidences et erreurs d'assortiment accidentelles. »

La capacité de produire des images des diagrammes diffraction de nanoscale offre une voie de déterminer la structure des objectifs non périodiques, des nanostructures minéraux aux macromolécules biologiques, tout comme la diffraction des rayons X Fait pour des cristaux, Zuo a dit. « Puisque la diffraction est une méthode normale pour déterminer la structure, notre technique de diffraction d'électrons de nanoarea ouvre une trappe à examiner la structure de la personne et des molécules hautement irrégulières et des nanostructures comme des batteries et des fils. »

En plus de Zuo, l'équipe a inclus le scientifique de visite Ivan Vartanyants et le chercheur post-doctoral Gao Minimum chez l'Illinois, et les chercheurs Ruth Zhang et Larry Nagahara aux Laboratoires de Motorola. Le Département de l'Énergie des États-Unis a financé le travail.

Posté le 29 mai 2003th

Date Added: Nov 18, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 01:45

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