Een team van onderzoekers verbonden aan verschillende instellingen in Japan heeft een hoogspanningstransmissie-elektronenmicroscoop gebouwd die klein genoeg is om in een universitair laboratorium te verblijven. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift Fysieke beoordelingsbrieven , de groep beschrijft het bouwen van de eerste-van-zijn-soort microscoop en hoe goed het werkt.

Hoogspanningstransmissie-elektronenmicroscopen (TEM's) gebruiken speciale kenmerken van elektronen, zoals hun golfachtige eigenschappen, om afbeeldingen te maken van dingen zo klein als enkele waterstofatomen. Tot nu toe, dergelijke TEM's zijn vrij groot geweest vanwege de noodzaak om elektronenversnellers te gebruiken. Dit heeft hun algemeen gebruik beperkt. In deze nieuwe poging de onderzoekers rapporteren een manier om de grootte van een TEM te verkleinen zonder het nut ervan op te offeren.

Het team bereikte deze prestatie door radiofrequente (RF) holtes te gebruiken om elektronen voldoende te versnellen om bundels te creëren. Hierdoor konden ze het gebrek aan samenhang overwinnen dat een einde had gemaakt aan andere inspanningen om een ​​kleine TEM te maken. De onderzoekers gebruikten een reeks RF-holtes om de coherentie van de straal te regelen - en de straal werd gemaakt met behulp van een conventionele TEM-versneller.

Na het passeren van twee RF-splijters, de straal werd in gesynchroniseerde pulsen geknipt. De resulterende gepulseerde straal werd vervolgens naar een krachtigere RF-holte gestuurd die de straal op het gewenste monster richtte. De straal ging toen door nog een andere RF-holte die de elektronen vertraagde tot de gewenste snelheid, ze te focussen. Het team meldt dat de resulterende microscoop gemakkelijk klein genoeg was om in hun laboratorium te passen, veel kleiner dan conventionele TEM's, die een heel gebouw kan beslaan. Ze melden ook dat de microscoop elektronen kan versnellen tot 550 kV, wat ongeveer de helft is van die van TEM's ter grootte van een gebouw.

De onderzoekers demonstreerden de mogelijkheden van hun nieuwe microscoop door afbeeldingen te maken van monsters ter grootte van nanometers. Ze melden dat hun werk aan de microscoop nog niet voltooid is - ze hopen de mogelijkheden ervan te verbeteren met behulp van holtes gemaakt van supergeleidende materialen, waarvan ze denken dat ze de bundels naar hogere spanningen kunnen versnellen. Zo'n verbetering, zij merken op, zouden hen in staat moeten stellen de microscoop nog kleiner te maken.

© 2019 Wetenschap X Netwerk