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기존 현미경의 기능을 확장하기 위해 새로운 기술

Published on January 14, 2011 at 3:38 AM

전자 현미경은 세부의 작은 수준에서, 생물 학적 조직의 미니어처 마그네틱 장치, 재료의 다양한 학습과 이해를 위해 가장 널리 사용되는 과학 및 의료 도구들이다.

현재, 국립 표준 기술 연구소 (NIST)에 연구원 소설 일반 전송 전자 현미경 (TEMs)의 기능을 확장하기 위해 잠재적으로 널리 적용되는 방법을 발견했다. 나노미터 크기의 격자를 통해 전자를 통과, 과학자들은 여유 공간에 나선형 모양을 유지 너무 많은 궤도 운동량으로 인한 전자 파도 이수.

NIST의 연구자들은 rotini을 압출 파스타 메이커와 유사한 나선형 양식을 만들 수있는 wavefronts을 결합한 nanoscale 가늘고 길게 찢어진의 5 마이크론 - 직경 패턴을 가진 매우 얇은 필름을 사용하는 나선의 팬에 평면 전자 wavefronts를 왜곡.

개발은 광학 현미경보다 tinier 자세한 내용을 볼 수있는 대상 및 원자 규모와 자성 및 생물 학적 물질의 더 큰 집합의 빠르고 저렴한 이미징을위한 프로브 현미경을 스캔보다 재료의 넓은 범위를 배울 수 적응 전송 전자 현미경의 가능성을 열어 해상도.

"나선형 형태와 이러한 전자의 각운 동량이 우리 TEM 사용자에게 이전에 접근할 수 있었다 방법으로 재료의보다 다양한 봅시다 될 것"벤 McMorran, 향후의 연구 논문의 저자 중 하나라고 말했다. "우리가 실험에서 사용되는 같은 nanograting와 TEM을 여비 것은 극적으로 현미경의 기능을 확장하기 위해 저비 용의 방법이 될 수 있습니다."

NIST의 연구자들이이 방법으로 전자 빔을 조작을 가장 먼저 아니었지만, 그들의 장치가 10 배 더 널리 이전 실험보다 빔을 fanned, 100 번 궤도 운동량과 전자를 냈지 구분 훨씬 작고했다. 궤도 운동량이 증가 그들이 전자 코르크 마개 뽑이, 매우 안정적인 반면, 점차 시간이 지남에 밖으로 퍼지는 것을 확인할 수있었습니다. 그룹의 작품은 2011년 1월 14일, 저널 과학의 문제로보고됩니다.

전자 빔의 전자가 빛의 파도처럼 공간을 통해 이동 졸졸 흐르는 물결처럼 행동, McMorran했다. 분리 나노미터 (거리가 파장 불리는)의 수백 아르 불빛 wavefronts 달리, 전자의 파장 때문에 자신의 비교 차원 이러한 원자와 같은 이미지 작은 객체에 대한 그들 우수하게 picometers (미터 trillionths)에서 측정 . 일반적인 전자빔에서 전자 wavefronts은 비교적 평평하고 균일하고 있습니다.

전자를 돌리고 그들에게 궤도 추진력을 제공하기 위해 NIST의 연구자들은 nanoscale 가늘고 길게 찢어진의 5 마이크론 - 직경 패턴을 가진 매우 얇은 필름을 사용하는 나선의 팬에 평면 전자 wavefronts를 왜곡. 패턴은 파도의 봉우리 중 일부를 확장하고 rotini를​​ 압출 파스타 메이커와 유사한 나선형 양식을 만들려면 파도의 계곡의 일부를 제거, 그 지나가는 전자 wavefronts의 모양에 영향을 미칩니다. 이 방법은 광선의 방향 주위 궤도 전자가 만든 각각의 빔과 다른 방향에서 패닝 여러 전자 광선을 생산하고 있습니다.

이미지를 구축 개별 입자의 수​​백만로 기록되었습니다 - - 그들이 나선형 모양을 나타내는, 도넛과 같은 또는 나선형 패턴을 형성했다 연구자들은 그들이 전자를 발견했을 때 때문에 성공 인줄 알았어요.

전송 전자 현미경은 개체를 통해 전자의 수조를 촬영하고 흡수, 편향 및 에너지 손실을 측정하여 이미지를 생성합니다. 나선형 전자 광선을 갖춘 TEMs 또한 입자가 물질에 대한 토크를 발휘하는 방법 재료 과학자들이 물질의 구조의보다 완전한 그림을 구축할 있도록 전송 전자의 나선형 모양에 미치는 영향 모니터링 수 있습니다.

예를 들어, 다음과 특수 전자 빔은 자성 재료에서 더 많은 정보를 얻을 수 있도록 가능성이 있습니다.

"자기는 방적 및 선회 요금에서 가장 기본적인, 결과에서,"McMorran 고 말했다. "그래서 자체 각운 동량을 전달 전자빔은 자기 소재를 탐색을위한 좋은 도구를합니다."

나선형 모양의 전자 빔, 표본와 상호 작용, 그 원자와 각운 동량을 교환하여 자료의 토크를 발휘하실 수 있습니다. 이 방법에서 나선형 전자는이 궤도 각운 동량 넣고 다니지 말고 일반 전자와 광선보다 과정에 더 많은 정보를 얻을 수 있습니다.

이 기술은 또한 생물 학적 표본과 같은 투명 개체의 TEM 이미지를 개선하는 데 도움 수 있습니다. 전자가 편향없이 통과하기 때문에 생물 학적 물질은 일반 TEMs의 이미지 어려울 수 있습니다. 그러나 나선형 전자 광선을 사용하여, 연구자들은 이러한 투명 개체를 통과로 나선 wavefronts이 왜곡 얼마나보고에 의해 생물 학적 샘플 고대비, 고해상도 이미지를 제공하기 바랍니다.

이러한 이미징 응용 프로그램이 아직 입증되지 않은 동안, TEM에 nanogratings와 나선형 전자를 생산하면 기존 현미경의 기능을 확장 향한 중요한 단계를 제공합니다.

출처 : http://www.nist.gov/

Last Update: 10. October 2011 15:48

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