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Tecnica Novella Per Ampliare le Capacità dei Microscopi Convenzionali

Published on January 14, 2011 at 3:38 AM

I Microscopi elettronici sono fra gli strumenti scientifici e medici più ampiamente usati per lo studio e la comprensione dei una vasta gamma materiali, dal tessuto biologico alle unità magnetiche miniatura, ai livelli di dettaglio minuscoli.

Ora, i ricercatori al National Institute of Standards and Technology (NIST) hanno trovato un romanzo e potenzialmente ampiamente metodo applicabile per ampliare le capacità dei microscopi elettronici convenzionali della trasmissione (TEMs). Passando gli elettroni attraverso una grata del nanometro-disgaggio, gli scienziati hanno comunicato le onde degli elettroni risultanti con così tanto slancio orbitale che hanno mantenuto una forma della cavaturaccioli nello spazio libero.

I ricercatori del NIST hanno torto i fronti d'onda piani dell'elettrone in un ventilatore delle eliche facendo uso di una pellicola molto sottile con un reticolo di 5 micron-diametri delle fessure del nanoscale, che combina i fronti d'onda per creare i moduli a spirale simili ad un rotini estrudente del creatore della pasta.

Lo sviluppo apre la possibilità di adattamento della microscopia elettronica di trasmissione, che può vedere i dettagli più minuscoli che la microscopia ottica e può studiare una più vasta gamma di materiali che la microscopia della sonda di scansione, per la rappresentazione rapida ed economica di più grande insieme dei materiali magnetici e biologici con risoluzione del atomico-disgaggio.

“La forma ed il momento angolare a spirale di questi elettroni ci lasceranno esaminare una maggior varietà di materiali nei modi che erano precedentemente inaccessibili agli utenti di TEM,„ hanno detto Ben McMorran, uno degli autori di prossima pubblicazione. “Equipaggiare un TEM con nanograting come abbiamo utilizzato nel nostro esperimento potrebbe essere un modo a basso costo ampliare drammaticamente le capacità del microscopio.„

Sebbene i ricercatori del NIST non siano i primi per manipolare un raggio degli elettroni in questo modo, la loro unità era molto più piccola, separato smazzato fuori irradia 10 volte più ampiamente degli esperimenti precedenti e filato sugli elettroni con 100 volte lo slancio orbitale. Questo aumento nello slancio orbitale ha permesso loro di determinare che la cavaturaccioli dell'elettrone, mentre notevolmente stabile, si sparge gradualmente col passare del tempo fuori. Il lavoro de gruppo sarà riferito nell'emissione del 14 gennaio 2011 della Scienza del giornale.

Gli Elettroni in fasci di elettroni si comportano come le onde d'increspatura che si muovono attraverso spazio come un'ondata di indicatore luminoso, McMorran ha detto. A Differenza dei fronti d'onda di indicatore luminoso, che sono centinaia di nanometri a parte (una distanza ha chiamato la lunghezza d'onda), le lunghezze d'onda degli elettroni sono misurate in picometers (trilionesimi di un metro), che li rendono eccellenti per gli oggetti minuscoli della rappresentazione quali gli atomi a causa delle loro dimensioni comparabili. In un fascio di elettroni comune, i fronti d'onda dell'elettrone sono relativamente piani e costanti.

Per filare sugli elettroni e per dare loro lo slancio orbitale, i ricercatori del NIST hanno torto i fronti d'onda piani dell'elettrone in un ventilatore delle eliche facendo uso di una pellicola molto sottile con un reticolo di 5 micron-diametri delle fessure del nanoscale. Il reticolo pregiudica la forma dei fronti d'onda dell'elettrone che passano attraverso, ampliante alcuna dell'onda alza ed eliminante alcune delle valli dell'onda, per creare un modulo a spirale simile ad un rotini estrudente del creatore della pasta. Questo metodo produce parecchi fasci di elettroni che smazzano fuori nelle indicazioni differenti, con ogni raggio fatto degli elettroni quell'orbita intorno alla direzione del raggio.

I ricercatori hanno saputo che riuscivano perché quando hanno individuato gli elettroni - che sono stati registrati come milioni di diverse particelle che accumulano un'immagine - essi avevano formato i reticoli del tipo di ciambella o a spirale, indicando una forma elicoidale.

La microscopia elettronica di Trasmissione crea le immagini dai trilioni di fucilazione degli elettroni through un oggetto e misurando la loro perdita di assorbimento, di deformazione e di energia. TEMs ha fornito di fasci di elettroni della cavaturaccioli potrebbe egualmente riflette come le particelle esercitano la coppia di torsione su un materiale e come un materiale pregiudica la forma a spirale degli elettroni trasmessi, aiutando gli scienziati sviluppa una maschera più completa della struttura del materiale.

Per esempio, questi fasci di elettroni speciali hanno il potenziale di contribuire ad ottenere più informazioni dai materiali magnetici.

“Magnetismo, al suo più fondamentale, ai risultati dalle spese che filano e che orbitano,„ McMorran ha detto. “Così un fascio di elettroni che stesso porta il momento angolare fa un buon strumento per il sondaggio dei materiali magnetici.„

Un raggio degli elettroni a forma di cavaturaccioli quando interagisce con un esemplare, può esercitare la coppia di torsione sul materiale, scambiando il momento angolare con i sui atomi. In questo modo, gli elettroni della cavaturaccioli potrebbero ottenere più informazioni nel trattamento che i raggi con gli elettroni ordinari, che non portano questo momento angolare orbitale.

Questa tecnica ha potuto anche contribuire a migliorare le immagini di TEM degli oggetti trasparenti come gli esemplari biologici. Il materiale Biologico può essere difficile all'immagine in TEMs ordinario perché gli elettroni attraversano senza deviare. Ma usando i fasci di elettroni della cavaturaccioli, i ricercatori sperano di fornire le immagini ad alto contrasto e ad alta definizione dei campioni biologici esaminando come i fronti d'onda a spirale ottengono distorti mentre attraversano tali oggetti trasparenti.

Mentre queste applicazioni della rappresentazione ancora non sono state dimostrate, produrre gli elettroni della cavaturaccioli con i nanogratings in un TEM fornisce un punto significativo verso l'ampliamento delle capacità dei microscopi esistenti.

Sorgente: http://www.nist.gov/

Last Update: 11. January 2012 12:17

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