Ett team av forskare som är anslutna till flera institutioner i Japan har byggt ett högspänningsöverföringselektronmikroskop som är tillräckligt litet för att kunna bo i ett universitetslaboratorium. I deras tidning publicerad i tidningen Fysiska granskningsbrev , gruppen beskriver byggandet av det första i sitt slag mikroskop och hur bra det fungerar.

Högspänningsöverföringselektronmikroskop (TEM) använder speciella egenskaper hos elektroner, såsom deras vågliknande egenskaper, att skapa bilder av så små saker som enstaka väteatomer. Ända tills nu, sådana TEM har varit ganska stora på grund av behovet av att använda elektronacceleratorer. Detta har begränsat deras allmänna användning. I denna nya insats, forskarna rapporterar ett sätt att krympa storleken på en TEM utan att offra dess användbarhet.

Teamet uppnådde denna bedrift genom att använda radiofrekvens (RF) -håligheter för att påskynda elektroner nog för att skapa strålar. Detta gjorde det möjligt för dem att övervinna bristen på sammanhang som hade avslutat andra ansträngningar för att göra en liten TEM. Forskarna använde en rad RF -håligheter för att kontrollera strålens koherens - och strålen skapades med en konventionell TEM -accelerator.

Efter att ha passerat genom två RF -kavitetsskärare, strålen klipptes till synkroniserade pulser. Den resulterande pulserade strålen skickades sedan till en mer kraftfull RF -kavitet som riktade strålen mot det önskade provet. Strålen passerade sedan genom ännu en RF -hålighet som bromsade elektronerna till önskad hastighet, fokusera dem. Teamet rapporterar att det resulterande mikroskopet lätt var tillräckligt litet för att passa in i deras labb, mycket mindre än konventionella TEM, som kan ta upp en hel byggnad. De rapporterar också att mikroskopet kan accelerera elektroner till 550 kV, vilket är ungefär hälften av byggnadsstora TEM:er.

Forskarna demonstrerade förmågan hos sitt nya mikroskop genom att skapa bilder av prover i nanometerstorlek. De rapporterar att deras arbete med mikroskopet inte är komplett - de hoppas kunna förbättra dess kapacitet med hjälp av hålrum gjorda av supraledande material, som de tror kan accelerera strålar till högre spänningar. En sådan förbättring, de noterar, bör låta dem göra mikroskopet ännu mindre.

© 2019 Science X Network