ĐH Cornell, Mỹ, ra mắt ảnh chụp được phóng to gấp 100 triệu lần cho thấy sự dao động nhiệt của những nguyên tử trong một tinh thể PrScO3.

Vào năm 2018, những nhà nghiên cứu tại ĐH Cornell đã chế tác một máy dò công suất cao, phối kết hợp với quy trình dựa trên thuật toán được gọi Ptychography, để lập kỷ lục trái đất bằng phương pháp tăng gấp ba lần độ phân giải của kính hiển vi điện tử hiện đại. Tuy nhiên, cách tiếp cận đó có một nhược điểm là nó chỉ hoạt động với những mẫu siêu mỏng. bất kể thứ gì có độ dày lớn hơn vài nguyên tử sẽ làm những electron phân tán theo những cách không thể tách rời.

Giờ đây, nhóm nghiên cứu do Giáo sư kỹ thuật David Muller dẫn đầu đã phá kỷ lục của chính mình với máy dò mảng px trên kính hiển vi điện tử (EMPAD), phối kết hợp những thuật toán Ptychography tái tạo 3D thậm chí còn phức tạp hơn, được cho phép tăng độ phân giải lên gấp bội. Nhờ đó, họ có thân xác định vị trí của những nguyên tử riêng lẻ trong cả ba chiều.





Ảnh chụp nguyên tử có độ giải cao nhất từ trước tới nay. Ảnh: Đại học Cornell.

Ảnh chụp nguyên tử có độ giải cao nhất từ trước tới nay. Ảnh: ĐH Cornell.

Tấm hình trên cho thấy những nguyên tử riêng lẻ trong một tinh thể praseodymium orthoscandate (PrScO3) được phóng to gấp 100 triệu lần bằng kỹ thuật chụp ảnh mới. Độ phân giải của nó đã được tinh chỉnh đến mức những điểm mờ nhòe còn sót lại chỉ là sự dao động nhiệt của chính nguyên tử, những tác giả của nghiên cứu nhấn mạnh trong báo cáo trên tạp chí Science.

“Điều này không những thiết lập một kỷ lục mới mà còn đạt tới giới hạn sau cuối. Về cơ bản, hiện nay chúng ta cũng hoàn toàn có thể tìm ra vị trí của những nguyên tử một cách dễ dàng. Nó mở ra nhiều khả năng đo lường hoàn toàn mới, giúp giải quyết một số vấn đề lâu nay trong vật lý”, Muller san sẻ.

Thuật toán Ptychography là một phương pháp tính toán của hình ảnh hiển vi. Nó hoạt động bằng phương pháp xử lý nhiều mẫu giao thoa nhất quán – bị phân tán từ một đối tượng cụ thể – và tìm kiếm những thay đổi trong những vùng ông xã chéo. bằng phương pháp xem quy mô thay đổi ra sao, những nhà nghiên cứu hoàn toàn có thể tái tạo hình dạng của vật thể gây ra quy mô đó.

Kỹ thuật mới đặc biệt hữu ích trong việc chụp ảnh chất bán dẫn, chất xúc tác và vật liệu lượng tử. Nó cũng hoàn toàn có thể được áp dụng cho những tế bào hoặc mô sinh học dày, thậm chí là những kết nối khớp thần kinh trong não.

Đoàn Dương (Theo SciTech Daily)

Có thể bạn quan tâm:

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *