Учени от Университета на Охайо и Университета на Илинойс успяха да получат зашеметяващо изображение на единичен атом благодарение на използването на рентгенова технология. Това съобщава в прессъобщение Университет на Охайо.
От откриването на рентгеновите лъчи в края на 1800 г. те се превърнаха във важен инструмент в много области. Това е вид електромагнитно излъчване с много висока енергия и къса дължина на вълната и способността му да прониква през материята прави лъча много полезен за изображения в медицината, материалознанието, археологията и астрофизиката.
Традиционните методи за откриване на рентгенови лъчи обаче разчитат на взаимодействието на рентгенови лъчи с много атоми в пробата, за да генерират откриваем сигнал. Това се дължи на факта, че сигналът, произведен от един атом, е изключително слаб, така че е трудно да се различи от фоновия шум.
Предишният стандарт за най-малко количество, което може да бъде осветено от рентгенови лъчи, беше 10 XNUMX атома и в сравнение с него това постижение е революционно. Това може потенциално да революционизира начина, по който учените и изследователите откриват материали. За своето изследване учените избрали атом желязо и тербий.
Конвенционалните рентгенови детектори бяха модифицирани с остър метален връх, съчетан със синхротронна рентгенова сканираща тунелна микроскопия (SX-STEM), която се използва предимно за наномащабно изобразяване и характеризиране на материала, за откриване на възбудени от рентгенови лъчи електрони от отделни атоми.
Просто казано, SX-STEM позволява на учените да използват рентгенови лъчи, за да видят елементите в даден материал и да разберат химичния му състав. Това се случва чрез възбуждане (или енергизиране) на електроните в ядрото на атома. Когато електроните абсорбират рентгенови лъчи и се възбудят, те създават уникален пръстов отпечатък. Благодарение на този отпечатък учените определят вида на елементите, които присъстват в изследвания материал.
Екипът установи, че рентгеновите абсорбционни спектри разкриват уникални сигнатури, съответстващи на атоми желязо и тербий. Учените допълнително използваха метода на рентгеново резонансно тунелиране (X-ERT), за да характеризират химичните състояния на атомите и откриха доминиращия железен атом.
Интересното е, че изследователите забелязват, че рентгеновият сигнал може да бъде открит само когато специализираният връх е поставен в непосредствена близост до атома. Това потвърди, че откриването е силно локализирано и фокусирано върху атома, който представлява интерес за изследователите, което позволява подробно характеризиране и анализ на свойствата и поведението на атома.
„Това постижение съчетава синхротронно рентгеново лъчение с процес на квантово тунелиране, за да разкрие рентгеновата сигнатура на единичен атом и отваря много интересни линии на изследване, включително изучаване на квантовите и магнитни свойства само на един атом с помощта на синхротронен рентгенов лъч радиация“, съобщават учените.
Прочетете също: