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Posted in | Microscopy | Nanoanalysis

新技術擴大常規顯微鏡的能力

Published on January 14, 2011 at 3:38 AM

電子顯微鏡是使用最廣泛的科學和醫學的學習和了解各種材料的工具,從生物組織的微型磁性裝置,在微小的細節水平。

現在的國家標準與技術研究院(NIST)的研究人員發現一種新的和潛在的廣泛適用的方法,以擴大傳統的透射電子顯微鏡(TEMS)的能力。穿過一個納米級光柵的電子,科學家們傳授與這麼多的軌道勢頭,他們在自由空間中保持一個螺旋形的形狀產生的電子波。

NIST的研究人員使用一個非常薄的薄膜,用直徑 5微米的納米狹縫的模式,它結合了波前創建螺旋形式類似的麵食製造商擠出 rotini的螺旋風扇扭成一個平面電子波前。

發展開闢適應透射電子顯微鏡的可能性,比光學顯微鏡可以看到tinier細節,可以學習更廣泛的材料比一個較大的磁場和生物材料與原子尺度的快速和低成本的成像掃描探針顯微鏡,決議。

“螺旋形和這些電子的角動量將讓我們在以前無法進入的TEM用戶的方式,在更多種類的材料看,說:”本McMorran,即將發表的研究論文的作者之一。 “就像我們在我們的實驗中使用的一個 nanograting配備的TEM可能是一種低成本的方式,顯著擴大,在顯微鏡的能力。”

NIST的研究人員雖然不是第一次操縱這種方式的電子束,他們的設備要小得多,分離散開梁10倍,更廣泛地比以前的實驗中,紡與 100倍的軌道勢頭電子。這在軌道的勢頭增加,使他們能夠確定電子螺旋狀,而相當穩定,逐漸蔓延,隨著時間的推移。該小組的工作報告,2011年1月14日發行的“科學”雜誌上。

電子在電子束的行為像波蕩漾,通過像光波的空間移動,McMorran說。光的波前,這是數百除了納米(距離稱為波長)不同,電子的波長是衡量picometers(一米萬億分之),這使他們出色的成像,如原子的微小物體,因為它們的尺寸相當。在一個普通的電子束,電子的波前是相對平坦和統一。

自旋向上的電子,並給他們軌道的勢頭,NIST的研究人員使用一個非常薄的薄膜,用直徑 5微米的納米狹縫模式的螺旋風扇扭成一個平面電子波前。模式的影響,通過它的電子波前形狀,放大一些波峰和消除一些波浪山谷,創建一個螺旋形相似,麵食製造商擠出 rotini。這種方法可以產生幾個芬妮在不同方向的電子束,每束電子束的方向,圍繞軌道。

研究人員知道,他們成功,因為當他們發現電子 - 以百萬計的單個粒子圖像的記錄 - 他們已經形成甜甜圈狀或螺旋形圖案,說明一個螺旋形狀。

透射電子顯微鏡圖像創建一個對象通過拍攝萬億電子測量它們的吸收,撓度和能量損耗。如何顆粒材料上施加的扭矩和材料的影響電子傳輸的螺旋形,幫助科學家建立一個更全面地了解材料的結構與螺旋狀電子束配備的電信設備製造商還可以監視。

例如,這些特殊的電子束有可能幫助獲得更多信息磁性材料。

“磁性,在其最根本的,從紡紗和軌道收費的結果,”McMorran說。 “所以電子束本身帶有角動量,使得探測磁性材料的一個很好的工具。”

標本進行交互時,一個呈螺旋狀的電子束,可以對材料施加的扭矩,通過交流與它​​的原子角動量。螺旋狀電子通過這種方式,比普通的電子束,不攜帶這種軌道角動量的過程中能夠獲得更多的信息。

Last Update: 7. October 2011 09:25

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