"شبيغل" يشحذ وجهة نظر المجاهر الإلكترونية

مزيج من الطيف والمجهر المتقدمة

قراءة بصوت عال

لا غنى عن المجاهر الإلكترونية لإلقاء نظرة على العالم من أصغر. الآن طور الباحثون "مجهرًا إلكترونيًا طيفيًا" جديدًا لا يمكن أن يصل إلى دقة أعلى ولكن يمكن أيضًا الحصول على معلومات كيميائية وإلكترونية ومغناطيسية من عينة.

تكنولوجيا النانو هي واحدة من المجالات العلمية العظيمة في المستقبل. تلعب الهياكل والجزيئات التي لا يتجاوز طولها سوى بضعة نانومتر (أي بضعة ملايين من المليمترات) دورًا مهمًا اليوم وستُستخدم أكثر في المستقبل. لهذا السبب يحتاج العلماء إلى أدوات أفضل وأفضل لإجراء فحوصات النانو.

طور ويلفريد إنجل من معهد فريتز هابر وديرك بريكساس من كارل زايس وتوماس شميدت من جامعة فورتسبورغ مجهرًا إلكترونيًا طيفيًا - وهو جهاز يجمع بين الفحص المجهري مع التحليل الطيفي - الذي يكون دقة الوضوح أعلى بكثير من الأجهزة والأجهزة المماثلة والذي يوفر أيضا إشارة أقوى بكثير. لهذا التطور ، الذي قاموا بتعميده SMART ، تم تكريمهم يوم الخميس بإشعاع السنكروترون لجائزة الابتكار.

الإلكترونات أكثر تنوعا من الضوء

على غرار الضوء ، يمكن تصوير الهياكل الصغيرة بالإلكترونات ، حيث أنه وفقًا لثنائيية جسيم الموجة ، تتصرف الإلكترونات أيضًا مثل الموجة. ومع ذلك ، لا يوفر المجهر الإلكتروني دقة أفضل تصل إلى 20 ألف مرة من المجهر الضوئي ، بل هو أيضًا أكثر تنوعًا لأنه يمكن دمجه مع طرق قياس مختلفة.

وبالتالي ، لا يمكن تصوير البنية السطحية للعينة التي تحتوي على إلكترونات "خارجية" فقط ، والتي يتم إطلاقها من مسدس إلكترون على العينة وتنعكس هناك. من الممكن أيضًا إنشاء صور باستخدام الإلكترونات الضوئية التي يتم إزالتها من العينة بالإشعاع باستخدام ضوء السنكروترون ، على سبيل المثال من BESSY. لذلك ، يسمى هذا النوع من المجهر مجهر الانبعاث الكهروضوئي (PEEM). نظرًا لأن الإلكترونات الضوئية تأتي مباشرة من المادة ، فإنها تحمل معلومات ذات صلة بالتكنولوجيا النانوية حول الخواص الكيميائية والإلكترونية والمغناطيسية للعينة ، والتي يمكن تحليلها بواسطة التقنيات الطيفية المناسبة. عرض

لا عدسات مقعرة ممكن

في المجهر الإلكتروني ، تحل العدسات المغناطيسية أو الكهروستاتيكية محل العدسات الزجاجية في المجهر الضوئي. ومع ذلك ، في حين أن الانحرافات في العدسات الزجاجية يمكن تصحيحها تقريبًا بالكامل من خلال جملة أمور من خلال مجموعات من العدسات المقعرة والمحدبة والقرار محدود فقط بطول موجة الضوء ، لا يمكن بناء أي عدسات مقعرة للإلكترونات. لقد أدى استخدام الحجاب الحاجز حتى الآن إلى الحصول على أفضل دقة ممكنة تبلغ حوالي عشرة نانومترات لمواد PEEM ، وهو ما يساوي عشرة أضعاف ما هو ممكن من حيث المبدأ. بالإضافة إلى ذلك ، تكون الصورة "أغمق" بشكل كبير عن طريق إخفاء جزء من شعاع الإلكترون. هذا يجعل من الصعب ، على سبيل المثال ، مراقبة العمليات التي تم حلها أو العينات الحساسة للإشعاع.

دقة أعلى وأكثر إشراقا

في SMART ، تمكن الفيزيائيون الآن من تصحيح الانحرافات في العدسة بمساعدة عنصر بصري خاص ، وهو مرآة الإلكترون. ونتيجة لذلك ، لم يتم تحسين دقة الوضوح فقط إلى أقل من ثلاثة نانومترات ، واستخدام الفتحة غير ضروري تقريبًا ، بحيث تكون صورة الإلكترون "أكثر إشراقًا" مائة مرة من المجاهر الإلكترونية التقليدية.

على سبيل المثال ، يمكن استخدام جميع الطرق التي تجمعها SMART لدراسة المواد الحفزية الجديدة التي تتكون من كتل نانوية خاصة على أسطح مناسبة: قد يختلف التأثير الحفاز للتجمعات الفردية حسب التركيب والحجم والحجم يمكن تحديد المسافة إلى المجموعات المجاورة. يمكن إجراء جميع الاختبارات مباشرة بعد بعضها البعض في الموقع على واحد ونفس العينة. تشمل مجالات البحث الأخرى دراسة نمو البلورات أو النقاط الكمومية أو التخزين المغناطيسي.

(BESSY ، 08.12.2006 - NPO)