Elektron mikroskobunda bir başka buluş! Manyetik malzemelerin doğrudan atomik çözünürlüklü görüntülemesi
Geleneksel elektron mikroskoplarında, manyetik malzemelerin atomik çözünürlük gözlemi özellikle zordur, çünkü manyetik objektif merceğindeki numuneye kaçınılmaz olarak yüksek manyetik alanlar uygulanır. Yeni geliştirilen manyetik objektif lens sistemi, numune pozisyonu için manyetik alansız bir ortam sağlar. Bu, silikon çelik gibi manyetik malzemelerin doğrudan, atomik çözünürlükte görüntülenmesine izin verir. Bu yeni tip elektron mikroskobunun, gelişmiş manyetik malzemelerin araştırılması ve geliştirilmesinde yaygın olarak kullanılması bekleniyor. Japonya Bilim ve Teknoloji Ajansı'nın JST-SENTAN projesi kapsamında Tokyo Üniversitesi'nden Profesör Shibata Naoya ve JEOL Ltd:
Ortak geliştirme ekibi, devrim niteliğinde bir elektron mikroskobu geliştirdi.Yeni elektron mikroskobu, malzemenin alt uzaysal çözünürlüklü doğrudan atomik çözünürlüklü görüntülemesini elde etmek için yeni tasarlanmış bir manyetik objektif lensi birleştiriyor ve numune konumundaki kalıntı manyetik alan 0,2 mT'den az. Bildiğimiz kadarıyla bu hedefe ilk kez ulaşılıyor. 1931'de transmisyon elektron mikroskobunun (TEM) öncü icatından bu yana geçen 88 yılda, araştırmacılar daha iyi uzaysal çözünürlük peşinde koşuyorlar. Küçük bir mercek sapma katsayısına sahip manyetik bir objektif mercek tasarlamak gerekir.
TEM (STEM) sapma düzeltmesini taramak için kullanılan lens sistemi, alt uzamsal çözünürlüğe ulaştı. Mevcut atomik çözünürlük TEM'leri / gövde manyetokoagülasyon objektif lens sisteminin önemli bir dezavantajı, numunenin 2-3 t'ye kadar çok yüksek bir manyetik alana yerleştirilmesinin gerekmesidir. Böylesine yüksek bir manyetik alan, birçok önemli yumuşak ve sert manyetik malzemenin atomik çözünürlüklü görüntülemesini ciddi şekilde engelleyecektir.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Örneğin, silikon çelik, çünkü güçlü manyetik alan malzemenin manyetik özelliklerini ve hatta bazen fiziksel yapıyı büyük ölçüde değiştirecek veya hatta yok edecektir. Son yıllarda yeni manyetik malzemeler hızla gelişti. Atom ölçeğinde yapısal analiz, yukarıda bahsedilen teknolojinin anahtarı olduğundan, bu sorunu çözmek için uzun zamandır ihtiyaç duyulmaktadır.
Ortak araştırma ekibi, pozisyonları numune düzlemine ayna simetrik olan iki dairesel objektif lens içeren yeni bir alansız objektif lens sistemi geliştirdi. Bu yeni lens sistemi, atomik çözünürlüklü görüntüleme için gerekli olan kısa odak uzaklığı koşullarını elde etmek için kuvvetle uyarılmış ön / arka objektif lensi numuneye yeterince yakın yerleştirirken numune konumunda çok küçük bir artık manyetik alan sağlar. Bu nedenle, numunenin merkezinin yakınında üretilen artık manyetik alan, geleneksel atomik çözünürlük TEM / STEM görüntüleme manyetik objektif lensinin değerinin 10.000 katı olan 0.2 mT'den çok daha azdır. Ortak araştırma ekibi, en önemli yumuşak manyetik mühendislik malzemelerinden biri olan silikon çelik sacların atomik yapısını gözlemlemek için bu yeni sistemi kullandı.
Bu tür filmler, transformatörlerin ve motorların çekirdek malzemesi olarak kullanılır ve tek kusurların atomik çözünürlük karakterizasyonu her zaman takip edilmiştir. Yeni geliştirilen lens sistemi, manyetik alan yokluğunda elektron mikroskobunun direkt atomik çözünürlüklü görüntülemesini gerçekleştiren ve manyetik malzemelerin benzeri görülmemiş atomik yapı karakterizasyonunu gerçekleştiren silikon çeliğin çözülmüş atomik yapısını net bir şekilde gözlemlemek için kullanılıyor. Yeni geliştirilen elektron mikroskobu işlem yöntemi, geleneksel TEM'ler / saplar ile aynıdır ve çeşitli nanoteknoloji alanlarında daha fazla araştırma ve geliştirmeyi teşvik etmesi beklenmektedir.
