Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van de Universiteit van Tokio en het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) heeft een nieuwe 3D-beeldvormingstechniek ontwikkeld die laat zien hoe atomen in amorfe materialen zijn verpakt. De techniek, atomaire elektronentomografie (AET) genoemd, maakt gebruik van een hoogenergetische elektronenbundel om een ​​3D-kaart van de atomaire structuur van materialen te creëren.

Amorfe materialen, ook wel niet-kristallijne materialen genoemd, missen de regelmatige, geordende rangschikking van atomen die in kristallijne materialen voorkomen. Dit maakt ze moeilijk te bestuderen met behulp van traditionele beeldvormingstechnieken, die zijn ontworpen om de structuur van kristallijne materialen zichtbaar te maken.

De nieuwe AET-techniek overwint deze uitdagingen door een elektronenbundel met hoge energie te gebruiken om het materiaal te penetreren en een 3D-kaart van de atomaire structuur te creëren. De elektronenbundel wordt op een heel klein plekje gefocust, waardoor de onderzoekers individuele atomen kunnen oplossen.

De onderzoekers gebruikten AET om een ​​verscheidenheid aan amorfe materialen te bestuderen, waaronder glas, metaallegeringen en halfgeleiders. Ze ontdekten dat de atomaire structuur van deze materialen niet zo willekeurig is als eerder werd gedacht. In plaats daarvan is er sprake van een zekere mate van korteafstandsorde, of clustering, van atomen. Deze clustering kan een aanzienlijke impact hebben op de eigenschappen van amorfe materialen, zoals hun sterkte, hardheid en elektrische geleidbaarheid.

De nieuwe AET-techniek biedt een krachtig nieuw hulpmiddel voor het bestuderen van de structuur van amorfe materialen. Deze informatie zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen met verbeterde eigenschappen voor een verscheidenheid aan toepassingen.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Nature Materials.