Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Technical Sales Solutions - 5% off any SEM, TEM, FIB or Dual Beam
Posted in | Microscopy | Nanoanalysis

There is 1 related live offer.

5% Off SEM, TEM, FIB or Dual Beam

Ny teknik til at udvide Capabilities af konventionelle Mikroskoper

Published on January 14, 2011 at 3:38 AM

Elektronmikroskoper er blandt de mest udbredte videnskabelige og medicinske redskaber til at studere og forstå en bred vifte af materialer, fra biologisk væv til miniature magnetiske enheder, på små niveauer af detaljer.

Nu har forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST) har fundet en ny og potentielt bredt anvendelig metode til at udvide funktionaliteten i konventionelle transmissions elektron mikroskoper (mer). Passing elektroner gennem en nanometer-skala rist, forskerne bibringes den resulterende elektron bølgerne med så meget orbital momentum, at de fastholdt en proptrækker form i ledig plads.

NIST forskere snoede den flade elektron wavefronts ind i en fan af helices ved hjælp af en meget tynd film med en 5-mikron diameter mønster af nanoskala spalter, som kombinerer wavefronts at skabe spiral formularer, der svarer til en pasta maker ekstrudering rotini.

Udviklingen åbner mulighed for at tilpasse transmissions elektron mikroskopi, der kan se tinier detaljer end optisk mikroskopi og kan studere en bredere vifte af materialer end scanning probe mikroskopi, til hurtig og billig billeder af et større sæt af magnetiske og biologiske materialer med atomar skala opløsning.

"Den spiral form og impulsmoment af disse elektroner vil lade os se på et større udvalg af materialer på måder, der tidligere var utilgængelige for TEM-brugere," sagde Ben McMorran, en af ​​forfatterne til den kommende forskning papir. "Outfitting en TEM med en nanograting som vi brugte i vores eksperiment kunne være en billig måde at dramatisk udvide mikroskopet evner."

Selvom NIST forskere, der ikke var de første til at manipulere en stråle af elektroner på denne måde, deres enhed var meget mindre, skilte viftede ud bjælker 10 gange mere udbredt end tidligere eksperimenter, og spundet op elektroner med 100 gange orbital momentum. Denne stigning i orbital momentum satte dem i stand til at bestemme, at elektronen proptrækker, mens bemærkelsesværdig stabil, efterhånden breder sig ud over tid. Gruppens arbejde vil blive rapporteret i den 14 januar, 2011, udstedelse af tidsskriftet Science.

Elektroner i elektron bjælker opfører sig som rislende bølger, der bevæger sig gennem rummet som en bølge af lys, McMorran sagde. I modsætning til wavefronts af lys, der er hundredvis af nanometer fra hinanden (en afstand kaldet bølgelængde), er de bølgelængder af elektroner målt i picometers (trillionths af en meter), hvilket gør dem fremragende til billeddannelse små genstande som atomer på grund af deres sammenlignelige dimensioner . I en almindelig elektronstråle, er elektronen wavefronts relativt fladt og ensartet.

At spinde op elektronerne og give dem orbital momentum, NIST forskerne snoede den flade elektron wavefronts ind i en fan af helices ved hjælp af en meget tynd film med en 5-mikron diameter mønster af nanoskala spalter. Mønstret påvirker formen af ​​elektroner wavefronts passerer gennem det, forstærker nogle af de bølge toppe og fjerne nogle af de bølge dale, til at oprette en spiral form, der svarer til en pasta maker ekstrudering rotini. Denne metode producerer flere elektron bjælker lufte ud i forskellige retninger, med hver stråle lavet af elektroner, der kredser omkring retningen af ​​bjælken.

Forskerne vidste, at de havde succes, fordi når de opdaget elektroner - der blev registreret som millioner af individuelle partikler opbygge et billede - de havde indgået doughnut-lignende eller spiral mønstre, hvilket indikerer et spiralformet form.

Transmissions elektron mikroskopi skaber billeder ved at skyde milliarder af elektroner gennem en genstand og måle deres absorption, nedbøjning og energi tab. Systemer er udstyret med proptrækker elektron bjælker kan også overvåge, hvordan partiklerne øve drejningsmoment på et materiale, og hvordan et materiale påvirker spiral form af transmitteret elektroner, som hjælper forskere opbygge et mere komplet billede af materialets struktur.

For eksempel har disse specielle elektron bjælker medvirke til at indhente flere oplysninger fra magnetiske materialer.

"Magnetisme, på sit mest fundamentale, resultater fra afgifter spinding og kredsende," McMorran sagt. "Så en elektronstråle, der selv bærer impulsmoment gør et godt redskab til sondering magnetiske materialer."

En stråle af proptrækker-formet elektroner, når de interagerer med en prøve, som kan øve drejningsmoment på det materiale, ved at udveksle impulsmoment med sine atomer. På denne måde kunne proptrækker elektronerne få flere oplysninger i processen, end bjælker med almindelige elektroner, som ikke bære denne orbital impulsmoment.

Denne teknik kan også bidrage til at forbedre TEM billeder af gennemsigtige objekter som biologiske prøver. Biologisk materiale kan være svært at billedet i almindelige systemer, fordi elektroner passerer gennem det uden afbøjningsområde. Men ved hjælp af proptrækker elektron bjælker, håber forskerne at levere høj kontrast, høj opløsning billeder af biologiske prøver ved at se på, hvordan spiral wavefronts blive forvrænget, når de passerer gennem sådanne gennemsigtige objekter.

Selv om disse billedbehandlingsprogrammer endnu ikke er blevet demonstreret, producere proptrækker elektroner med nanogratings i en TEM giver et væsentligt skridt i retning af at udvide kapaciteten inden for eksisterende mikroskoper.

Kilde: http://www.nist.gov/

Last Update: 7. October 2011 23:06

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