Американські фізики розробили методику електронної мікроскопії, яка дозволяє розрізняти окремі атоми в невеликих фрагментах речовин

Американські фізики розробили методику електронної мікроскопії, яка дозволяє розрізняти окремі атоми в невеликих фрагментах речовин і, в перспективі, «розбирати» на частини складні багатовимірні з’єднання, і вивчили при її допомозі структуру наночастинки золота, йдеться в статті, опублікованій в журналі Nature.

З моменту появи перших оптичних мікроскопів у кінці 16 століття людство винайшло кілька нових методик спостереження за мікросвітом. У другій половині 20 століття і на початку поточного століття було розроблено декілька методів, що використовують пучок електронів для просвічування зразка і отримання зображення.

Кращі сучасні просвічують електронні мікроскопи (TEM) здатні досягати дозволу частки ангстрема (1 ангстрем дорівнює 0,1 нанометра).

Група фізиків під керівництвом Цзянь-вей Мяо (Jianwei Miao) з університету штату Каліфорнія в Лос-Анджелесі (США) пристосувала інший вид таких пристроїв, растрових просвічують електронних мікроскопів (STEM), для спостереження за окремими атомами в наночастинці з однорідної матерії.

Як відзначають вчені, сьогодні максимальна роздільна здатність мікроскопів цього типу становить приблизно 1 нанометр при отриманні тривимірних зображень. Для порівняння, типовий розмір атома досягає 0,6–2 ангстрем, тобто точність цих мікроскопів недостатня для отримання чітких зображень окремих атомів.

Мяо і його колеги ліквідували цей недолік за допомогою спеціальної методики спостережень і обробки отриманих даних, відомий серед науковців під назвою «равноскошенной томографії».

Згідно з цією методикою, дослідник повинен знайти центр маси у досліджуваного зразка, розмістити його на робочій поверхні мікроскопа і отримати серії знімків, послідовно нахиляючи зразок в ту або іншу сторону, щоразу збільшуючи кут нахилу на одне і те ж значення. Потім ці знімки обробляються на комп’ютері за допомогою спеціального математичного алгоритму і об’єднуються в тривимірну картинку.

Автори статті перевірили роботу своєї методики, отримавши тривимірне зображення частинки золота діаметром в 10 нанометрів. За словами вчених, їм вдалося досягти середньої роздільної здатності в 2,4 ангстрема, чого було достатньо для появи чітких зображень атомів в окремих сегментах віртуальної наночастинки.

Крім того, Мяо та його колеги змогли вивчити структуру самої частинки і підтвердили, що основою її форми є ікосаедр – правильний двадцятигранник. За словами фізиків, точність і дозвіл таких спостережень можна легко поліпшити, якщо додати в використовуваний ними STEM-мікроскоп систему, переважну спотворення в потоці електронів.

РИА Новости

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *