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Técnica Nueva Para Desplegar Capacidades de Microscopios Convencionales

Published on January 14, 2011 at 3:38 AM

Los Microscopios electrónicos están entre las herramientas científicas y médicas más ampliamente utilizadas para estudiar y entender una amplia gama de materiales, del tejido biológico a los dispositivos magnéticos miniatura, en los niveles de detalle minúsculos.

Ahora, los investigadores en el National Institute of Standards and Technology (NIST) han encontrado una novela y método aplicable para desplegar potencialmente extensamente las capacidades de los microscopios electrónicos convencionales de la transmisión (TEMs). Pasando electrones a través de una rejilla de la nanómetro-escala, los científicos comunicaron las ondas de electrón resultantes con tanto impulso orbital que mantuvieron una dimensión de una variable del sacacorchos en espacio libre.

Los investigadores del NIST torcieron los frentes de onda planos del electrón en un ventilator de hélices usando una película muy fina con un modelo de 5 micrón-diámetros de las ranuras del nanoscale, que combina los frentes de onda para crear los formularios espirales similares a un rotini de extrudado del fabricante de las pastas.

El revelado abre la posibilidad de adaptar la microscopia electrónica de transmisión, que puede considerar a detalles más minúsculos que microscopia óptica y puede estudiar una gama más amplia de materiales que microscopia de la antena de la exploración, para la proyección de imagen rápida y barata de un conjunto más grande de materiales magnéticos y biológicos con la resolución de la atómico-escala.

“La dimensión de una variable espiral y el impulso angular de estos electrones nos permitirán observar una mayor variedad de materiales de las maneras que eran previamente inaccesibles a los utilizadores de TEM,” dijeron a Ben McMorran, uno de los autores del trabajo de investigación próximo. El “Equipo de un TEM con nanograting como utilizamos en nuestro experimento podría ser una manera barata de desplegar dramáticamente las capacidades del microscopio.”

Aunque los investigadores del NIST no fueran los primeros para manipular un haz de electrones de esta manera, su dispositivo era mucho más pequeño, separado avivado fuera emite 10 por más extensamente que experimentos anteriores, y hecho girar encima de los electrones con 100 veces el impulso orbital. Este aumento en impulso orbital les permitió determinar que el sacacorchos del electrón, mientras que notable es estable, se extiende gradualmente fuera en un cierto plazo. El trabajo de grupo será señalado en la aplicación del 14 de enero de 2011 la Ciencia del gorrón.

Los Electrones en haces electrónicos se comportan como las ondas de ondulación que se mueven a través de espacio como una ola de luz, McMorran dijo. A Diferencia de los frentes de onda de la luz, que son centenares de nanómetros aparte (una distancia llamó la longitud de onda), las longitudes de onda de electrones se miden en los picometers (trillonésimos de un contador), que los hacen excelentes para los objetos minúsculos de la proyección de imagen tales como átomos debido a sus dimensiones comparables. En un haz electrónico ordinario, los frentes de onda del electrón son relativamente planos y uniformes.

Para hacer girar encima de los electrones y darles impulso orbital, los investigadores del NIST torcieron los frentes de onda planos del electrón en un ventilator de hélices usando una película muy fina con un modelo de 5 micrón-diámetros de las ranuras del nanoscale. El modelo afecta a la dimensión de una variable de los frentes de onda del electrón que pasan a través de él, amplificando algo de la onda enarbola y eliminando algunas de las limas hoyas de la onda, para crear un formulario espiral similar a un rotini de extrudado del fabricante de las pastas. Este método produce varios haces electrónicos que avivan fuera en diversas direcciones, con cada haz hecho de electrones esa órbita alrededor de la dirección del haz.

Los investigadores sabían que eran acertados porque cuando detectaron los electrones - que fueron registrados como millones de partículas individuales que aumentaban una imagen - ellos habían formado buñuelo-como o los modelos de la espiral, indicando una dimensión de una variable helicoidal.

La microscopia electrónica de Transmisión crea imágenes por trillones que disparan de electrones con un objeto y la medición de su pérdida de la amortiguación, de la desviación y de energía. TEMs equipó de los haces electrónicos del sacacorchos podría también vigila cómo las partículas ejercen torque en un material y cómo un material afecta a la dimensión de una variable espiral de electrones transmitidos, ayudando a científicos construye un retrato más completo de la estructura del material.

Por ejemplo, estos haces electrónicos especiales tienen el potencial de ayudar a obtener más información de los materiales magnéticos.

“Magnetismo, en su más fundamental, los resultados de las cargas que hacen girar y que están en órbita,” McMorran dijo. “Un haz electrónico que sí mismo lleva impulso angular hace Tan una buena herramienta para sondar los materiales magnéticos.”

Un haz de electrones sacacorchos-dados forma, al obrar recíprocamente con un espécimen, puede ejercer torque en el material, intercambiando impulso angular por sus átomos. De esta manera, los electrones del sacacorchos podrían obtener más información en el proceso que haces con los electrones ordinarios, que no llevan este impulso angular orbital.

Esta técnica podía también ayudar a mejorar imágenes de TEM de objetos transparentes como especímenes biológicos. El material Biológico puede ser difícil a la imagen en TEMs ordinario porque los electrones pasan con él sin la desviación. Pero usando haces electrónicos del sacacorchos, los investigadores esperan proporcionar al alto-contraste, imágenes de alta resolución de muestras biológicas observando cómo los frentes de onda espirales consiguen torcidos mientras que pasan a través de tales objetos transparentes.

Mientras Que estas aplicaciones de la proyección de imagen todavía no se han demostrado, producir electrones del sacacorchos con nanogratings en un TEM proporciona a un paso de progresión importante hacia desplegar las capacidades de microscopios existentes.

Fuente: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 12:31

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