Ученые видят атомы в рекордном разрешении

Разрешение настолько точно настроено, что единственное размытие, которое остается, — это тепловое колебание самих атомов.

В 2018 году ученые из Корнелла придумали мощный детектор, который установил мировой рекорд, втрое увеличив разрешение современного электронного микроскопа. Несмотря на успех, у этого метода была одна слабость: Он работал только с ультратонкими образцами толщиной в несколько атомов.

Мощный детектор атомов

Теперь команда под руководством Дэвида Мюллера, профессора инженерных наук Самуэля Б. Эккерта, снова превзошла свой рекорд в два раза с помощью детектора пиксельных массивов электронного микроскопа (EMPAD), который включает в себя еще более сложные алгоритмы трехмерной реконструкции.

Разрешение настолько точное, что единственное размытие, которое остается - это тепловые колебания самих атомов.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Мюллер сказал: "Это не просто новый рекорд. Он достиг режима, который фактически станет пределом разрешения. Теперь мы можем очень просто определить, где находятся атомы. Это открывает множество новых возможностей для измерения вещей, которые мы давно хотели сделать. Это также решает давнюю проблему - устранение многократного рассеяния луча в образце, которую Ганс Бете сформулировал в 1928 году, — которая мешала нам делать это в прошлом".

"Мы преследуем узоры спеклов, которые очень похожи на узоры лазерных указок, которые так же восхищают кошек. Наблюдая за тем, как меняется узор, мы можем вычислить форму объекта, вызвавшего узор".

Детектор немного расфокусируется, размывая луч, чтобы захватить как можно больший объем данных. Затем эти данные восстанавливаются с помощью сложных алгоритмов, в результате чего получается сверхточное изображение с пикометровой (одна триллионная часть метра) точностью.

Используя эти новые алгоритмы, ученые смогли исправить все размытости нашего микроскопа до такой степени, что самый большой фактор размытости, который у них остался, это то, что сами атомы колеблются, потому что именно это происходит с атомами при конечной температуре.

Мюллер сказал: "Когда мы говорим о температуре, мы измеряем среднюю скорость колебания атомов".

Эта новейшая электронная птихография может помочь ученым обнаружить отдельные атомы во всех трех измерениях, когда они могут быть скрыты при использовании других методов визуализации. Ученые также могут обнаружить нечистые атомы в необычных конфигурациях и получить изображение их и их колебаний по одному за раз.

Это чрезвычайно полезно для визуализации полупроводников, катализаторов и квантовых материалов, а также для анализа атомов на границах, где материалы соединяются друг с другом.

Мюллер сказал: "Хотя метод требует много времени и вычислений, его можно сделать более эффективным с помощью более мощных компьютеров в сочетании с машинным обучением и более быстрыми детекторами".

"Мы хотим применить это ко всему, что мы делаем. До сих пор мы все носили очень плохие очки. А теперь у нас есть идеальная пара. Почему бы вам не захотеть снять старые очки, надеть новые и пользоваться ими постоянно?". опубликовано econet.ru по материалам techexplorist.com

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet