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Neue Technik, zum von Fähigkeiten von Herkömmlichen Mikroskopen Zu Erweitern

Published on January 14, 2011 at 3:38 AM

Elektronenmikroskope gehören zu den weit verbreitetsten wissenschaftlichen und medizinischen Hilfsmitteln für das Studieren und das Verständnis einer großen Auswahl der Materialien, vom biologischen Gewebe zu den magnetischen Miniatureinheiten, auf kleinen Niveaus des Sonderkommandos.

Jetzt haben Forscher am National Institute of Standards and Technology (NIST) einen Roman und anwendbare Methode, um die gefunden Fähigkeiten von herkömmlichen Durchstrahlungselektronenmikroskopen möglicherweise breit zu erweitern (TEMs). Elektronen durch ein Nmschuppe Gitter Führend, teilten die Wissenschaftler die resultierenden Elektronwellen mit soviel Augenhöhlenimpuls zu, dass sie eine Korkenzieherform im freien Platz beibehielten.

NIST-Forscher verdrehten die flachen Elektronwellenfronten in einen Ventilator von Helixen unter Verwendung eines sehr Dünnfilms mit einem 5 Mikrondurchmesser Muster von nanoscale Schlitzen, das die Wellenfronten kombiniert, um die gewundenen Formulare zu erstellen, die einem Teigwarenhersteller Verdrängungsrotini ähnlich sind.

Die Entwicklung öffnet die Möglichkeit der Anpassung von Transmissions-Elektronenmikroskopie, die kleinere Sonderkommandos als optische Mikroskopie sehen kann und eine breitere Reichweite der Materialien als Scannenfühlermikroskopie, für schnelle und billige Darstellung eines größeren Sets magnetischer und biologischer Materialien mit Atom-schuppe Auflösung studieren kann.

„Die gewundene Form und der Drehimpuls dieser Elektronen lassen uns eine größere Vielzahl von Materialien auf Arten betrachten, die vorher zu TEM-Benutzern unzugänglich waren,“ sagten Ben McMorran, einer der Autoren der bevorstehenden Forschungsarbeit. „Ein TEM mit einem Nanograting Auszustatten wie wir in unserem Experiment verwendeten könnte eine preiswerte Methode sein die Fähigkeiten des Mikroskops drastisch zu erweitern.“

Obgleich NIST-Forscher nicht die ersten waren, zum eines Elektronenstrahls auf diese Art zu manipulieren, war ihre Einheit viel kleiner, getrenntes strahlt heraus aufgelockert 10 mal breiter als vorhergehende Experimente, und herauf die Elektronen mit 100mal den Augenhöhlenimpuls gesponnen. Diese Zunahme des Augenhöhlenimpulses aktivierte sie, zu bestimmen, dass der Elektronkorkenzieher, wenn bemerkenswert stabil, allmählich heraus im Laufe der Zeit ausbreitet. Die Arbeit der Gruppe wird im Punkt Am 14. Januar 2011 der Zapfen Wissenschaft berichtet.

Elektronen in den Elektronenstrahlen benehmen sich wie plätschernde Wellen, die durch Platz wie eine Lichtwelle sich bewegen, sagte McMorran. Anders Als Wellenfronten der Leuchte, die Hunderte von den nm auseinander (ein Abstand rief die Wellenlänge) sind, werden die Wellenlängen von Elektronen in den Picometers (Trillionste eines Meters) gemessen, die sie ausgezeichnet für kleine Nachrichten der Darstellung wie Atome wegen ihrer vergleichbaren Abmessungen machen. In einem gewöhnlichen Elektronenstrahl sind die Elektronwellenfronten verhältnismäßig flach und einheitlich.

Um herauf die Elektronen zu spinnen und ihnen Augenhöhlenimpuls zu geben, verdrehten die NIST-Forscher die flachen Elektronwellenfronten in einen Ventilator von Helixen unter Verwendung eines sehr Dünnfilms mit einem 5 Mikrondurchmesser Muster von nanoscale Schlitzen. Das Muster beeinflußt die Form der Elektronwellenfronten, die durch es passieren, einige der Wellenberge verstärken und einige der Wellentäler beseitigen, um ein gewundenes Formular zu erstellen, das einem Teigwarenhersteller Verdrängungsrotini ähnlich ist. Diese Methode produziert einige Elektronenstrahlen, die heraus in den verschiedenen Richtungen auflockern, wenn jeder Träger von den Elektronen gemacht ist, diese Bahn um die Richtung des Trägers.

Die Forscher wussten, dass sie erfolgreich waren, weil, als sie entdeckten, hatten die Elektronen - die als Millionen der einzelnen Partikel aufgezeichnet wurden, die ein Bild aufbauen - sie die Krapfen ähnlichen oder gewundenen Muster gebildet und zeigten eine schraubenartige Form an.

Transmissions-Elektronenmikroskopie erstellt Bilder durch schießende Trillionen von Elektronen durch eine Nachricht und das Messen ihrer Absorption, Ausschlags und Energieverlustes. TEMs rüstete sich mit KorkenzieherElektronenstrahlen könnte überwachen auch, wie die Partikel Anziehdrehmoment auf einem Material ausüben und wie ein Material die gewundene Form von übertragenen Elektronen beeinflußt aus und half Wissenschaftlern, aufbauen ein mehr Vollbild der Zelle des Materials.

Zum Beispiel haben diese speziellen Elektronenstrahlen das Potenzial zu helfen, mehr Informationen von den magnetischen Materialien einzuholen.

„Magnetismus, an seinem grundlegendsten, an den Ergebnissen von den spinnenden und in Umlauf bringenden Ladungen,“ sagte McMorran. „So stellt ein Elektronenstrahl, dem selbst Drehimpuls trägt, ein gutes Hilfsmittel für das Prüfen von magnetischen Materialien.“ her

Ein Träger von Korkenzieher-förmigen Elektronen, beim Einwirken auf ein Probenmaterial, kann Anziehdrehmoment auf dem Material ausüben, indem er Drehimpuls mit seinen Atomen austauscht. Auf diese Art konnten die Korkenzieherelektronen mehr Informationen im Prozess als Träger mit gewöhnlichen Elektronen einholen, die nicht diesen Augenhöhlendrehimpuls tragen.

Diese Technik konnte auch helfen, TEM-Bilder von transparenten Nachrichten wie biologischen Probenmaterialien zu verbessern. Biologisches Material kann zum Bild in gewöhnlichem TEMs schwierig sein, weil Elektronen durch es passieren, ohne abzulenken. Aber, indem sie KorkenzieherElektronenstrahlen verwenden, hoffen Forscher, die kontrastreichen, hochauflösenden Bilder von biologischen Proben vom Betrachten zur Verfügung zu stellen, wie die gewundenen Wellenfronten verzerrt erhalten, während sie durch solche transparenten Nachrichten passieren.

Während diese Darstellungsanwendungen nicht noch demonstriert worden sind, stellt das Produzieren von Korkenzieherelektronen mit nanogratings in einem TEM einen beträchtlichen Schritt in Richtung zur Erweiterung der Fähigkeiten der existierenden Mikroskope zur Verfügung.

Quelle: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 12:14

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