Lille højspændings transmissionselektronmikroskop bygget i Japan

Et team af forskere tilknyttet flere institutioner i Japan har bygget et højspændings transmissionselektronmikroskop, der er lille nok til at opholde sig i et universitetslaboratorium. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Fysisk gennemgangsbreve , gruppen beskriver opbygningen af ​​det første af sin slags mikroskop, og hvor godt det fungerer.

Højspændings transmissionselektronmikroskoper (TEM'er) bruger særlige egenskaber ved elektroner, såsom deres bølgelignende egenskaber, at skabe billeder af ting så små som enkelte brintatomer. Indtil nu, sådanne TEM'er har været ret store på grund af behovet for at bruge elektronacceleratorer. Dette har begrænset deres generelle brug. I denne nye indsats, forskerne rapporterer en måde at skrumpe størrelsen på en TEM uden at ofre dens anvendelighed.

Holdet opnåede denne bedrift ved at bruge radiofrekvens (RF) hulrum til at fremskynde elektroner nok til at skabe stråler. Dette gjorde det muligt for dem at overvinde den mangel på sammenhæng, der havde afsluttet andre bestræbelser på at lave et lille TEM. Forskerne brugte en række RF -hulrum til at kontrollere strålens sammenhæng - og strålen blev skabt ved hjælp af en konventionel TEM -accelerator.

Efter at have passeret gennem to RF -hulrumsspidser, strålen blev snippet til synkroniserede pulser. Den resulterende pulserede stråle blev derefter sendt til et mere kraftfuldt RF -hulrum, der rettede strålen mod den ønskede prøve. Strålen passerede derefter gennem endnu et RF -hulrum, der bremsede elektronerne til den ønskede hastighed, fokusere dem. Teamet rapporterer, at det resulterende mikroskop let var lille nok til at passe i deres laboratorium, meget mindre end konventionelle TEM'er, som kan optage en hel bygning. De rapporterer også, at mikroskopet er i stand til at accelerere elektroner til 550 kV, hvilket er cirka halvdelen af ​​TEM'er i bygninger.

Forskerne demonstrerede deres nye mikroskops evner ved at lave billeder af prøver i nanometerstørrelse. De rapporterer, at deres arbejde med mikroskopet ikke er færdigt - de håber at forbedre dets kapacitet ved hjælp af hulrum fremstillet af superledende materialer, som de mener kunne accelerere stråler til højere spændinger. Sådan en forbedring, de bemærker, skulle give dem mulighed for at gøre mikroskopet endnu mindre.

© 2019 Science X Network