오하이오 대학과 일리노이 대학의 과학자들은 X선 기술을 사용하여 단일 원자의 놀라운 이미지를 얻을 수 있었습니다. 이것은 다음에서 보고됩니다. 보도 자료 오하이오 대학.
1800년대 후반에 X선이 발견된 이후 X선은 많은 분야에서 중요한 도구가 되었습니다. 그것은 매우 높은 에너지와 짧은 파장을 가진 전자기 복사의 일종이며 물질을 투과하는 능력으로 인해 빔은 의학, 재료 과학, 고고학 및 천체 물리학의 이미징에 매우 유용합니다.
그러나 기존의 X선 검출 방법은 검출 가능한 신호를 생성하기 위해 샘플의 많은 원자와 X선의 상호 작용에 의존합니다. 이는 단일 원자에서 생성되는 신호가 매우 약하기 때문에 배경 잡음과 구별하기 어렵기 때문입니다.
X-선이 조사할 수 있는 최소량의 이전 기준은 원자 10개였으며, 이에 비하면 획기적인 성과입니다. 그것은 잠재적으로 과학자와 연구자들이 물질을 발견하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다. 연구를 위해 과학자들은 철과 테르븀 원자를 선택했습니다.
기존의 X선 검출기는 개별 원자에서 X선 여기 전자를 검출하기 위해 주로 나노 스케일 이미징 및 재료 특성화에 사용되는 싱크로트론 X선 주사 터널링 현미경(SX-STEM)과 결합된 날카로운 금속 팁으로 수정되었습니다.
간단히 말해서 SX-STEM을 통해 과학자들은 X선을 사용하여 재료의 원소를 보고 화학 구성을 이해할 수 있습니다. 이것은 원자핵에 있는 전자를 자극(또는 활성화)함으로써 발생합니다. 전자가 X선을 흡수하고 여기되면 고유한 지문이 생성됩니다. 이 각인 덕분에 과학자들은 연구 자료에 존재하는 요소의 유형을 결정합니다.
연구팀은 X선 흡수 스펙트럼이 철과 테르븀 원자에 해당하는 고유한 신호를 드러냈다는 것을 발견했습니다. 과학자들은 X-ERT(X-ray Resonance Tunneling) 방법을 추가로 사용하여 원자의 화학적 상태를 특성화하고 지배적인 철 원자를 발견했습니다.
흥미롭게도 연구원들은 X선 신호가 특수 팁이 원자에 아주 근접하게 배치되었을 때만 감지될 수 있다는 사실을 알아냈습니다. 이를 통해 탐지가 고도로 국지화되고 연구원이 관심 있는 원자에 집중되어 원자의 특성과 동작에 대한 자세한 특성화 및 분석이 가능하다는 것을 확인했습니다.
"이 성과는 싱크로트론 X선 복사와 양자 터널링 프로세스를 결합하여 단일 원자의 X선 시그니처를 밝히고 싱크로트론 X선을 사용하여 단 하나의 원자의 양자 및 자기 특성을 연구하는 것을 포함하여 많은 흥미로운 연구 라인을 엽니다. 방사선"이라고 과학자들은 보고합니다.
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