Les scientifiques ont réussi à capturer des atomes individuels dans une résolution record
Une équipe internationale d'ingénieurs a réussi à améliorer significativement la méthode de ptychographie et cela a permis de se rapprocher très près des limitations physiques de sa résolution. Dans l'image ainsi obtenue, les atomes individuels se sont révélés assez détaillés. Et les distorsions présentes s'expliquent par la présence de vibrations thermiques.
Nouvelle méthode de recherche et ses résultats
Un groupe international de scientifiques, qui a atteint les limites de la résolution des méthodes de mesure modernes, a travaillé sous la direction de D. Müller.
C'est cet éminent scientifique travaillant à l'Université Cornell (États-Unis) qui a établi le record précédent dans ce domaine il y a trois ans.
Qu'est-ce que la ptychographie
Ainsi, la ptichoraphie vous permet de distinguer les atomes individuels beaucoup plus clairement par rapport aux autres méthodes existantes, y compris la force atomique et les microscopes à effet tunnel.
Le plus remarquable est que c'est la méthode de ptychographie qui permet non seulement d'examiner la surface de l'objet étudié, mais littéralement de «regarder à l'intérieur» de la structure du matériau étudié.
Sous une forme simplifiée, cette méthode est décrite comme suit:
Un flux d'électrons ou un rayonnement X légèrement défocalisé est dirigé vers le matériau étudié. Un récepteur spécial est placé derrière l'objet à l'étude, sur lequel une image interférométrique est formée à partir de photons, ainsi que d'électrons.
En traitant le signal reçu, l'ordinateur restaure l'emplacement d'origine des atomes responsables de la déviation des électrons et des photons.
Malgré le fait que les scientifiques ont fait un travail énorme pour améliorer la méthode de recherche, elle présente de sérieuses limites.
L'épaisseur de l'objet étudié ne doit pas dépasser quelques dizaines de nanomètres. Après tout, plus l'objet étudié est épais, plus un ordinateur est nécessaire pour restaurer l'image.
De plus, avec une augmentation de l'épaisseur de l'objet étudié, la distorsion et le bruit augmentent, ce qui réduit considérablement la clarté de l'image.
Ce que les scientifiques ont considéré
Dans une expérience scientifique, les scientifiques ont soumis une étude détaillée d'un cristal mince de PrScO3. Ainsi, sur les images reconstruites obtenues en utilisant la méthode ci-dessus, les scientifiques ont pu observer une structure claire de pérovskite, qui se compose d'atomes de praséodyme, de scandium et d'oxygène.
Mueller lui-même a comparé le travail effectué par les ingénieurs à l'achat de nouvelles lunettes. Lorsque vous avez marché très longtemps avec des verres insuffisamment solides, puis un beau moment acheté de bonnes lunettes et enfin tout vu avec une clarté incroyable.
Les scientifiques ont partagé les résultats de leurs recherches sur les pages de la revue La scienceet aussi sur le portail arXiv.
Les scientifiques ont déjà hâte de tester leur méthode d'étude sur d'autres matériaux (des semi-conducteurs aux neurones). En outre, les scientifiques envisagent également la possibilité d'améliorer encore la clarté de leur méthode.
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