Piatok 29. marca 2024

desktop v4.2.1

Root NationНовиниIT novinkyVedci urobili prvý röntgenový snímok jedného atómu na svete

Vedci urobili prvý röntgenový snímok jedného atómu na svete

-

Vedcom z University of Ohio a University of Illinois sa vďaka použitiu röntgenovej technológie podarilo získať ohromujúci obraz jedného atómu. Toto sa uvádza v tlačová správa Univerzita v Ohiu.

Vedci urobili prvý röntgenový snímok jedného atómu na svete

Od objavu röntgenových lúčov koncom 1800. storočia sa stali dôležitým nástrojom v mnohých oblastiach. Je to typ elektromagnetického žiarenia s veľmi vysokou energiou a krátkou vlnovou dĺžkou a jeho schopnosť prenikať hmotou robí lúč veľmi užitočným na zobrazovanie v medicíne, materiálovej vede, archeológii a astrofyzike.

Tradičné metódy detekcie röntgenových lúčov sa však spoliehajú na interakciu röntgenových lúčov s mnohými atómami vo vzorke na vytvorenie detegovateľného signálu. Je to spôsobené tým, že signál produkovaný jedným atómom je extrémne slabý, takže je ťažké ho odlíšiť od šumu pozadia.

Vedci urobili prvý röntgenový snímok jedného atómu na svete
Röntgenové lúče (modré) dopadajú na atóm železa (červená guľa v strede). Excitované elektróny prechádzajú na hrot detektora (sivá farba) a poskytujú elementárne a chemické informácie o atóme železa.

Predchádzajúca norma pre najmenšie množstvo, ktoré bolo možné osvetliť röntgenovými lúčmi, bola 10 XNUMX atómov a v porovnaní s ňou je tento úspech revolučný. Mohlo by to potenciálne spôsobiť revolúciu v spôsobe, akým vedci a výskumníci objavujú materiály. Pre svoju štúdiu si vedci vybrali atóm železa a terbia.

Bežné röntgenové detektory boli modifikované ostrým kovovým hrotom spojeným so synchrotrónovou röntgenovou skenovacou tunelovou mikroskopiou (SX-STEM), ktorá sa primárne používa na zobrazovanie nanometrov a charakterizáciu materiálov, na detekciu elektrónov excitovaných röntgenovým žiarením z jednotlivých atómov.

Vedci urobili prvý röntgenový snímok jedného atómu na svete
Supramolekula, kde je v celom kruhu prítomný iba jeden atóm železa. Vpravo röntgenový podpis iba jedného atómu železa.

Jednoducho povedané, SX-STEM umožňuje vedcom používať röntgenové lúče na videnie prvkov v materiáli a pochopenie jeho chemického zloženia. To sa deje excitáciou (alebo energizáciou) elektrónov v jadre atómu. Keď elektróny absorbujú röntgenové lúče a sú vzrušené, vytvárajú jedinečný odtlačok prsta. Vďaka tomuto odtlačku vedci určujú typ prvkov, ktoré sú prítomné v študovanom materiáli.

Vedci urobili prvý röntgenový snímok jedného atómu na svete
Supramolekulárne agregáty šiestich atómov rubídia a jedného atómu železa. Skenovacia tunelová mikroskopia odhalila jasný signál jediného atómu železa.

Tím zistil, že röntgenové absorpčné spektrá odhalili jedinečné podpisy zodpovedajúce atómom železa a terbia. Vedci navyše použili metódu röntgenového rezonančného tunelovania (X-ERT) na charakterizáciu chemických stavov atómov a objavili dominantný atóm železa.

Vedci urobili prvý röntgenový snímok jedného atómu na svete
SX-STM snímka supramolekulovej zostavy terbia.

Je zaujímavé, že vedci si všimli, že röntgenový signál bolo možné detegovať iba vtedy, keď bol špecializovaný hrot umiestnený v tesnej blízkosti atómu. To potvrdilo, že detekcia bola vysoko lokalizovaná a zameraná na atóm, ktorý výskumníkov zaujímal, čo umožňuje podrobnú charakterizáciu a analýzu vlastností a správania atómu.

„Tento úspech kombinuje synchrotrónové röntgenové žiarenie s procesom kvantového tunelovania, aby odhalil röntgenový podpis jedného atómu a otvára mnoho zaujímavých smerov výskumu, vrátane štúdia kvantových a magnetických vlastností len jedného atómu pomocou synchrotrónového röntgenového žiarenia. žiarenia,“ uvádzajú vedci.

Prečítajte si tiež:

Prihlásiť Se
Upozorniť na
host

0 Komentáre
Vložené recenzie
Zobraziť všetky komentáre
Ďalšie články
Prihláste sa na odber aktualizácií

Nedávne komentáre

Teraz populárne
0
Milujeme vaše myšlienky, prosím komentujte.x