Вчені повідомили про отримання першого рентгенівського «знімку» окремого атома. Дослідження опубліковано в Nature.
Американські фізики розробили чутливий детектор для сканування складу складного матеріалу за допомогою рентгенівського випромінювання. Він дозволяє визначати окремий атом в складі складного матеріалу. Раніше межа сканування становив близько 10 000 атомів.
Супрамолекулярний ансамбль в формі кільця, що складається тільки з атомів заліза (зліва), і сигнатура окремого атома заліза в рентгенівському випромінюванні (справа). Зображення: Ohio University
З моменту відкриття на рубежі XIX і XX століть рентгенівське випромінювання активно використовується для вивчення властивостей матеріалів і мікроскопії. Але традиційні методи досліджень засновані на їх взаємодії з багатьма атомами в зразки для створення виявленого сигналу. Це пов’язано з тим, що сигнал, створюваний окремим атомом, слабкий і його важко відрізнити від фонового шуму.
Фізики модернізували звичайні детектори рентгенівського випромінювання за допомогою спеціального пристрою. Воно складалося з гострого металевого наконечника, розташованого в безпосередній близькості від зразка для збору порушених рентгенівським випромінюванням електронів — синхротронного випромінювання.
Демонстрація роботи технології: під впливом рентгенівського випромінювання (синій промінь) електрони атома тунелюють і вловлюються детектором (зверху). Зображення: Ohio University
Для демонстрації можливостей вдосконаленого приладу дослідники використовували з’єднання з атомів заліза і тербія. Коли рентгенівські промені падають на окремий атом в складі молекули, електрони збуджуються і тунелюють до наконечника детектора. Спектри, зібрані детектором, унікальні, і докладно відбитками пальців вони дозволяють ідентифікувати хімічний елемент досліджуваного атома.