Технології

Фізики вперше зробили рентген окремого атома

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.

Атоми можна регулярно візуалізувати за допомогою скануючих зондових мікроскопів, але без рентгенівських променів неможливо сказати, з чого вони зроблені. Тепер ми можемо точно визначати тип конкретного атома, по одному атому за раз, і одночасно вимірювати його хімічний стан, – говорить Со Вай Хла, співавтор дослідження

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *

Цей сайт використовує Akismet для зменшення спаму. Дізнайтеся, як обробляються ваші дані коментарів.

Back to top button