Synchrotron X-ışınları tek bir atomu görüntüler – Fizik Dünyası

Araştırmacıların yeni çalışmaları sayesinde, senkrotron X-ışını taramalı tünelleme mikroskobunun çözünürlüğü ilk kez tek atom sınırına ulaştı. Argonne National Laboratory ABD'de. İlerleme, tıp ve çevre araştırmaları da dahil olmak üzere bilimin birçok alanında önemli etkilere sahip olacaktır.

Çalışma eş lideri, "X-ışınlarının en önemli uygulamalarından biri malzemeleri karakterize etmektir" diye açıklıyor. Wai Hla'yı gördüm, Argonne fizikçisi ve profesörü Ohio Üniversitesi. "128 yıl önce Roentgen tarafından keşfinden bu yana, numuneleri yalnızca bir atomun nihai sınırında karakterize etmek için ilk kez kullanılabiliyorlar."

Şimdiye kadar analiz edilebilecek en küçük numune boyutu, yaklaşık 10,000 atom olan bir attogramdı. Bunun nedeni, tek bir atom tarafından üretilen X-ışını sinyalinin son derece zayıf olması ve geleneksel dedektörlerin bunu tespit edecek kadar hassas olmamasıdır.

Heyecan verici çekirdek seviyesi elektronları

Araştırmacıların detaylandırdıkları çalışmalarında Tabiat, demir veya terbiyum atomları içeren numunelerde X ışını ile uyarılan elektronları tespit etmek için geleneksel bir X ışını dedektörüne keskin bir metalik uç eklediler. Uç, numunenin sadece 1 nm yukarısına yerleştirilmiştir ve uyarılan elektronlar çekirdek seviyesindeki elektronlardır - esasen her bir elemente özgü "parmak izleri". Bu teknik, senkrotron X-ışını taramalı tünelleme mikroskobu (SX-STM) olarak bilinir.

SX-STM, taramalı tünelleme mikroskobunun ultra yüksek uzamsal çözünürlüğünü X-ışını aydınlatmasının sağladığı kimyasal hassasiyetle birleştirir. Keskin uç bir numunenin yüzeyi boyunca hareket ettirildiğinde, elektronlar uç ile numune arasındaki boşluktan geçerek bir akım oluşturur. Uç bu akımı algılar ve mikroskop bunu ucun altındaki atom hakkında bilgi veren bir görüntüye dönüştürür.

Hla şöyle açıklıyor: "Element tipi, kimyasal durum ve hatta manyetik imzalar aynı sinyalde kodlanmıştır, yani bir atomun X-ışını imzasını kaydedebilirsek, bu bilgiyi doğrudan çıkarmak mümkündür."

Çalışma eş lideri, tek bir atomu ve kimyasal özelliklerini araştırabilmenin, belirli uygulamalara göre ayarlanmış özelliklere sahip gelişmiş malzemelerin tasarımına izin vereceğini ekliyor. Volker Gül. “Çalışmamızda hibrit ve elektrikli araçlardaki elektrik motorları, sabit disk sürücüleri, yüksek performanslı mıknatıslar, rüzgar türbini jeneratörleri, yazdırılabilir elektronikler gibi uygulamalarda kullanılan nadir toprak elementleri ailesine ait terbiyum içeren molekülleri inceledik. ve katalizörler. SX-STM tekniği artık büyük miktarlarda malzemeyi analiz etmeye gerek kalmadan bu unsurları keşfetmek için bir yol sunuyor.”

Yeni teknik, renkli röntgen görüntülerini hızlı ve verimli bir şekilde üretir

Hla, çevresel araştırmalarda, muhtemelen toksik maddelerin son derece düşük seviyelere kadar izlenmesinin artık mümkün olacağını ekliyor. "Aynı şey, hastalıktan sorumlu biyomoleküllerin atomik sınırda tespit edilebildiği tıbbi araştırmalar için de geçerli" diyor. Fizik dünyası.

Ekip, artık bireysel atomların manyetik özelliklerini spintronik ve kuantum uygulamaları için keşfetmek istediğini söylüyor. Hla, "Bu, veri depolama cihazlarında kullanılan manyetik bellekten kuantum algılamaya ve kuantum hesaplamaya kadar birçok araştırma alanını etkileyecektir" diye açıklıyor Hla.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/synchrotron-x-rays-image-a-single-atom/