กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนของใหม่พลิกคว่ำความรู้ทั่วไปของประวัติศาสตร์ 88 ปี

ใน 88 ปีนับตั้งแต่การประดิษฐ์เชื้อกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน(TEM) ในปี 1931 นักค้นคว้าได้ปฏิบัติการไขปัญหาเชิงพื้นที่โดยตลอด การออกแบบเลนส์ใกล้วัตถุแบบแม่เหล็กที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความไม่ดีเหมือนปรกติของเลนส์เล็กลงเป็นสิ่งที่จำเป็นแล้วก็ระบบเลนส์ที่ปรับปรุงความคลาดเคลื่อนในการสแกน TEM (STEM) ได้รับความละเอียดเชิงพื้นที่ sub-Å

ข้อผิดพลาดอย่างหนึ่งซึ่งเป็นเรื่องที่มีความสำคัญของระบบคอนเดนเซอร์เลนส์ใกล้วัตถุในตอนนี้สำหรับ TEMs / STEM ที่มีความละเอียดระดับอะตอมคือแบบอย่างจำเป็นที่จะต้องถูกแทรกเข้าไปในสนามแม่เหล็กที่มีค่าสูงมากถึง 2-3 T สนามที่สูงแบบนี้ อุปกรณ์แม่เหล็กจำพวกนุ่ม แข็งจำนวนไม่ใช่น้อยที่มีความจำเป็นได้แก่เหล็กซิลิคอนด้วยเหตุว่าสนามแม่เหล็กที่เข้มแข็งสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมากหรือทำลายสิ่งของแม่เหล็กและส่วนประกอบทางกายภาพของอุปกรณ์บางครั้ง เมื่อเร็วๆนี้การพัฒนาสิ่งของแม่เหล็กใหม่ได้ปรับปรุงไปอย่างเร็วเพราะการวิเคราะห์องค์ประกอบระดับอะตอมเป็นกุญแจสำคัญของเทคโนโลยีดังที่ได้กล่าวผ่านมาแล้วการแก้ปัญหานี้ก็เลยเป็นที่ต้องการมานาน

คณะทำงานร่วมกันได้พัฒนาระบบเลนส์ใกล้วัตถุแบบไม่มีสนามแม่เหล็กซึ่งมีเลนส์ทรงกลมสองตัวที่วางอยู่ในต้นแบบสมมาตรของกระจกที่สมมาตรกับระนาบแบบอย่าง ระบบเลนส์ใหม่นี้ให้สนามแม่เหล็กหลงเหลือขนาดเล็กมากที่ตำแหน่งแบบอย่างในระหว่างที่วางเลนส์ใกล้วัตถุข้างหน้า หลังที่น่าตื่นเต้นเป็นอย่างมากใกล้กับตัวอย่างเพื่อได้ข้อจำกัดความยาวจุดโฟกัสสั้นที่ห้ามให้ขาดเลยเด็ดขาดในการถ่ายภาพที่มีความละเอียดระดับอะตอม โดยเหตุนั้นสนามไฟฟ้าตกค้างที่สร้างใกล้กับศูนย์ตัวอย่างมีค่าน้อยกว่า 0.2 mT ซึ่งน้อยกว่าค่า 10,000 เท่าในเลนส์ใกล้วัตถุแบบแม่เหล็กทั่วๆไปที่ใช้สำหรับเพื่อการถ่ายรูปด้วยความละเอียดระดับอะตอม TEM / STEM

คณะทำงานร่วมใช้ระบบใหม่นี้เพื่อพิจารณาองค์ประกอบอะตอมของเหล็กแผ่นสิลิกอนที่มีเม็ดเป็นเม็ดซึ่งเป็นสิ่งของทางวิศวกรรมแม่เหล็กอ่อนที่สำคัญที่สุดประเภทหนึ่งแผ่นนี้ใช้เป็นวัสดุหลักสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้ารวมทั้งมอเตอร์และก็การหาค่าความละเอียดอะตอมไม่ของข้อผิดพลาดของแต่ละบุคคลมานานแล้ว ด้วยการใช้ระบบเลนส์ที่พัฒนาขึ้นใหม่โครงสร้างอะตอมที่ได้รับการปรับแก้ของเหล็กซิลิคอนนั้นถูกมองเห็นได้อย่างเห็นได้ชัดรวมทั้งการถ่ายภาพโดยตรงที่ได้รับการปรับปรุงแก้ไขด้วยอะตอมในสิ่งแวดล้อมที่ปราศจากสนามไฟฟ้านั้นได้รับการยอมรับสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอน .

กล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอนที่ปรับปรุงขึ้นใหม่สามารถใช้งานได้ในชนิดเดียวกับ TEMs / STEMs ทั่วไป คาดว่าจะผลักดันการศึกษาค้นคว้าวิจัยรวมทั้งพัฒนาที่สำคัญยิ่งขึ้นในด้านทุ่งนาโนเทคโนโลยีต่างๆ