Исследователи из Корнеллского университета (США) усовершенствовали электронную микроскопию и получили фотографии атомов с разрешением втрое выше, чем было возможно ранее.
Работа опубликована в журнале Science, коротко об этом рассказывает Phys.org.
В 2018 году исследователи из Корнеллского университета создали мощный детектор, который в сочетании с птихографией (технологией микроскопической визуализации) позволил втрое увеличить разрешение современного электронного микроскопа.
Однако у технологии был существенный недостаток: она работала только с ультратонкими образцами толщиной в несколько атомов. Теперь же команда учёных разработала новые алгоритмы трёхмерной реконструкции, превзойдя собственный рекорд разрешения. Единственное размытие, которое остаётся на фото, — это тепловое колебание самих атомов.
«Это не просто новый рекорд, — пояснили исследователи. — Достигнут режим, который фактически будет предельным уровнем разрешения. Теперь мы можем очень легко определить, где находятся атомы. Это открывает множество новых возможностей в различных областях».
Птихография — это методика сканирования перекрывающихся схем рассеяния от образца материала и поиска изменений в области перекрытия. Детектор слегка расфокусирован, чтобы получить как можно более широкий диапазон данных. Затем эти данные восстанавливаются с помощью сложных алгоритмов, в результате чего получается сверхточное изображение с точностью до пикометра (одна триллионная метра).
Новейшая форма электронной птихографии позволит учёным определять местонахождение отдельных атомов во всех трёх измерениях. Исследователи также смогут находить примесные атомы в необычных конфигурациях и отображать их и их колебания по отдельности. Это может быть особенно полезно при работе с полупроводниками, катализаторами, а также для анализа атомов на границах, где материалы соединяются вместе.
«Мы хотим применить этот метод ко всему, что мы делаем, — заявили исследователи. — До сих пор мы все носили очень плохие очки. А теперь у нас есть действительно хорошая пара. Почему бы нам не использовать её все время?»
Фото: Кристалл ортоскандата празеодима (PrScO3), увеличенный в 100 млн раз Cornell University.
