Vědcům z University of Ohio a University of Illinois se díky použití rentgenové technologie podařilo získat ohromující snímek jediného atomu. Toto je hlášeno v tisková zpráva Ohio University.
Od objevu rentgenového záření na konci 1800. století se staly důležitým nástrojem v mnoha oblastech. Jedná se o typ elektromagnetického záření s velmi vysokou energií a krátkou vlnovou délkou a jeho schopnost pronikat hmotou činí paprsek velmi užitečným pro zobrazování v medicíně, nauce o materiálech, archeologii a astrofyzice.
Tradiční metody detekce rentgenového záření se však spoléhají na interakci rentgenového záření s mnoha atomy ve vzorku, aby se vytvořil detekovatelný signál. To je způsobeno skutečností, že signál produkovaný jedním atomem je extrémně slabý, takže je obtížné jej odlišit od šumu pozadí.
Předchozí standard pro nejmenší množství, které bylo možné osvětlit rentgenovým zářením, bylo 10 XNUMX atomů a ve srovnání s ním je tento úspěch revoluční. Mohlo by to potenciálně způsobit revoluci ve způsobu, jakým vědci a výzkumníci objevují materiály. Pro svou studii si vědci vybrali atom železa a terbia.
Konvenční rentgenové detektory byly modifikovány ostrým kovovým hrotem spojeným se synchrotronovou rentgenovou skenovací tunelovou mikroskopií (SX-STEM), která se primárně používá pro zobrazování v nanoměřítku a charakterizaci materiálů, k detekci rentgenově excitovaných elektronů z jednotlivých atomů.
Jednoduše řečeno, SX-STEM umožňuje vědcům používat rentgenové záření k vidění prvků v materiálu a pochopení jeho chemického složení. To se děje excitací (nebo energizací) elektronů v jádře atomu. Když elektrony absorbují rentgenové záření a jsou vzrušené, vytvářejí jedinečný otisk prstu. Díky tomuto otisku vědci určují typ prvků, které jsou ve studovaném materiálu přítomny.
Tým zjistil, že rentgenová absorpční spektra odhalila jedinečné podpisy odpovídající atomům železa a terbia. Vědci navíc použili metodu rentgenového rezonančního tunelování (X-ERT) k charakterizaci chemických stavů atomů a objevili dominantní atom železa.
Je zajímavé, že výzkumníci si všimli, že rentgenový signál lze detekovat pouze tehdy, když byl specializovaný hrot umístěn v těsné blízkosti atomu. To potvrdilo, že detekce byla vysoce lokalizovaná a zaměřená na atom, který výzkumníci zajímají, což umožňuje podrobnou charakterizaci a analýzu vlastností a chování atomu.
„Tento úspěch kombinuje synchrotronové rentgenové záření s procesem kvantového tunelování k odhalení rentgenového podpisu jednoho atomu a otevírá mnoho zajímavých směrů výzkumu, včetně studia kvantových a magnetických vlastností pouze jednoho atomu pomocí synchrotronového rentgenového záření. záření,“ hlásí vědci.
Přečtěte si také: