Posted in | Microscopy | Nanoanalysis

الرواية وتقنيات لتوسيع قدرات تقليدية للمجاهر

Published on January 14, 2011 at 3:38 AM

المجاهر الإلكترونية هي من بين أكثر الأدوات المستخدمة على نطاق واسع العلمية والطبية لدراسة وفهم طائفة واسعة من المواد ، من الأنسجة البيولوجية إلى الأجهزة المغناطيسية مصغرة ، على مستويات صغيرة من التفاصيل.

الآن ، وقد وجد الباحثون في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (NIST) رواية وطريقة يحتمل المطبقة على نطاق واسع لتوسيع قدرات تقليدية المجاهر الإلكترونية انتقال (إحساس الغانيين). مرور الإلكترونات عبر صريف نانومتر النطاق ، والعلماء اضفاء موجات الإلكترون الناتج مع الزخم المداري ذلك بكثير انها حافظت على ولبي في الفضاء الحر.

الملتوية الباحثين نيست الموجة الإلكترون شقة في مروحة من اللوالب باستخدام طبقة رقيقة جدا مع نمط 5 ميكرون قطر الشقوق النانو ، الذي يجمع بين الموجة لخلق أشكال حلزونية مشابهة لصناعة المعكرونة البثق rotini.

تطور يفتح إمكانية تكييف انتقال المجهر الإلكتروني ، التي يمكن أن نرى من أصغر التفاصيل ، ويمكن أن المجهر الضوئي دراسة مجموعة واسعة من المواد من المسح المجهري التحقيق ، لتصوير سريعة وغير مكلفة لمجموعة أكبر من المواد المغناطيسية والبيولوجية مع الحجم الذري القرار.

"شكل حلزوني والزخم الزاوي من هذه الإلكترونات سوف دعونا نلقي نظرة على أكبر مجموعة متنوعة من المواد التي تم بطرق لا يمكن الوصول إليها من قبل المستخدمين تيم" ، وقال بن McMorran ، أحد واضعي الورقة البحثية المقبلة. "قد جهز a TEM مع nanograting مثلما كنا في تجربتنا أن يكون وسيلة منخفضة التكلفة لتوسيع قدرات هائلة في المجهر".

على الرغم من أن الباحثين لم نيست أول من التلاعب شعاع من الالكترونات في هذه الطريقة ، وكان أصغر بكثير أجهزتهم ، فصل انتشروا الحزم 10 مرات أكثر على نطاق واسع من التجارب السابقة ، ونسج تصل الإلكترونات مع زخم 100 مرة المداري. مكنت هذه الزيادة في الزخم المداري لهم لتحديد أن المفتاح الإلكترون ، بينما مستقرة بشكل ملحوظ ، وينتشر تدريجيا مع مرور الوقت. وسوف يقدم تقرير عمل المجموعة في 14 يناير 2011 ، وإصدار مجلة ساينس العلمية.

وقال McMorran الإلكترونات في الحزم الإلكترونية تتصرف مثل الموجات امتد هذا التحرك عبر الفضاء مثل موجة من الضوء. على عكس الموجة للضوء ، والتي هي بخلاف مئات نانومتر (على مسافة يسمى الطول الموجي) ، وقياس الأطوال الموجية للإلكترونات في picometers (تريليون من المتر) ، مما يجعلها ممتازة لتصوير الكائنات الصغيرة مثل الذرات بسبب أبعادها مقارنة . في شعاع الالكترون العاديين ، والإلكترون هي الموجة المسطحة نسبيا وموحدة.

لدوران الإلكترونات وإعطائهم الزخم المداري ، الملتوية الباحثون نيست الموجة الإلكترون شقة في مروحة من اللوالب باستخدام طبقة رقيقة جدا مع نمط 5 ميكرون قطر الشقوق النانو. نمط يؤثر على شكل الموجة الإلكترون يمر من خلال ذلك ، تضخيم بعض قمم الأمواج والتخلص من بعض الوديان الموجة ، لإنشاء نموذج مشابه للدوامة صانع المعكرونة البثق rotini. هذه الطريقة تنتج أشعة الإلكترون عدة تنتشر في اتجاهات مختلفة ، مع كل شعاع مصنوعة من الالكترونات التي تدور حول اتجاه الشعاع.

يعرف الباحثون انهم نجحوا لأنهم عندما اكتشفت الإلكترونات -- التي سجلت على النحو الملايين من الجزيئات الفردية بناء صورة -- انها شكلت مثل دونات أو أنماط دوامة ، مما يدل على شكل حلزوني.

انتقال الإلكترون المجهر يخلق صورا عن طريق اطلاق النار تريليونات من الإلكترونات من خلال كائن وقياس على الاستيعاب ، وانحراف وفقدان الطاقة. ويمكن إحساس الغانيين مجهزة أشعة الإلكترون المفتاح أيضا مراقبة كيفية ممارسة عزم دوران الجزيئات على المواد وكيف يؤثر على مادة على شكل دوامة من الإلكترونات المحالة ، ومساعدة العلماء على تكوين صورة أكثر اكتمالا لهيكل المادة.

على سبيل المثال ، وهذه الحزم الإلكترونية الخاصة لديها القدرة على مساعدة في الحصول على مزيد من المعلومات من المواد المغناطيسية.

"المغناطيسية ، في نتائجه ، الأكثر أساسية من رسوم الغزل والمدار" ، وقال McMorran. "وهكذا شعاع الالكترون في حد ذاته يحمل الزخم الزاوي يجعل وسيلة جيدة لبحث المواد المغناطيسية."

ويمكن لشعاع من الإلكترونات لولبية الشكل ، عند التعامل مع العينات ، وبذل العزم على المادة ، عن طريق تبادل الزخم الزاوي مع ذراته. بهذه الطريقة ، يمكن للإلكترونات المفتاح حصول على معلومات أكثر في عملية من الحزم مع الإلكترونات العادية ، التي لا تحمل هذا الزخم الزاوي المداري.

هذه التقنية يمكن أن تساعد أيضا في تحسين الصور TEM من الكائنات الشفافة مثل العينات البيولوجية. المواد البيولوجية يمكن أن يكون من الصعب في صورة عادية إحساس الغانيين لأن الإلكترونات يمر من دون تحريف. ولكن باستخدام أشعة الإلكترون بزال ، يأمل الباحثون في توفير مستوى عال من التباين ، صور عالية الدقة من العينات البيولوجية التي تبحث في كيفية الحصول على مشوهة الموجة دوامة لأنها تمر من خلال مثل هذه الكائنات الشفافة.

في حين لم هذه التطبيقات التصوير بعد تظاهر ، وإنتاج الإلكترونات مع المفتاح nanogratings في TEM تقدم خطوة مهمة نحو توسيع قدرات المجاهر الحالية.

المصدر : http://www.nist.gov/

Last Update: 6. October 2011 15:15

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit