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电子显微镜检测器实现记录分辨率
发表日期:2019-06-14 22:10| 来源 :本站原创 | 点击数:
本文摘要:电子显微镜使科学家们可以或许看到单个原子,但即便在阿谁分辩率下,并非一切都清晰。 电子显微镜的镜片具有称为像差的内在缺陷,以及特殊的像差校正器 - 像显微镜的眼镜,使用和工程物理系(AEP)的Samuel B. Eckert工程传授David Muller说。多年来曾经开辟出

  电子显微镜使科学家们可以或许看到单个原子,但即便在阿谁分辩率下,并非一切都清晰。

  电子显微镜的镜片具有称为像差的内在缺陷,以及特殊的像差校正器 - “像显微镜的眼镜”,使用和工程物理系(AEP)的Samuel B. Eckert工程传授David Muller说。多年来曾经开辟出来改正这些缺陷。

  然而,像差校正器只能到目前为止,而且为了校正多个像差,您需要一个不竭扩展的校正元件收集器。这就像把眼镜戴在眼镜上的眼镜一样 - 它变得有点笨拙。

  他们利用了康奈尔开辟的电子显微镜像素阵列检测器(EMPAD),该检测器于2017年3月推出。凭仗它,他们曾经实现了康奈尔纳卡德科学Kavli研究所的结合主任穆勒所说的世界图像分辩率的记实 - 在这种环境下利用单层(一个原子厚)二硫化钼(MoS2)。

  电子波长比可见光的波长小很多倍,但电子显微镜镜头并不是相当切确的。凡是,Muller说,电子显微镜的分辩率在很大程度上取决于镜头的数值孔径。在根基相机中,数值孔径是“f数”的倒数 - 数字越小,分辩率越高。

  在一台好的相机中,最低的f值或“f-stop”可能略低于2,但“电子显微镜的f值约为100,”Muller说。他说,像差校正器能够将这个数字降到40摆布,但仍然不是很好。

  保守上通过添加透镜的数值孔径和电子束的能量来改善电子显微镜中的图像分辩率,这对于显微镜来说是光拍照机或光学显微镜所映照的对象。

  以前的分辩率记实是通过像差校正透镜和超高光束能量--300千电子伏特(keV) - 来获得分辩率的亚trstrm。原子键凡是在1到2之间()长 - 一个ngstrm是0.1纳米 - 因而,亚哥的分辩率能够让人们轻松看到单个原子。Muller集团可以或许达到0.39的分辩率 - 一项新的世界记载 - 而且在较低的,粉碎性较小的光束能量下,零丁利用像差校正透镜的分辩率为0.98。

  Muller的小组利用了EMPAD和一种称为ptychography的手艺:当电子束扫描样品时,探测器在堆叠步调中收集散射电子的全位置和动量分布。从获得的4维数据集重建图像。

  该组利用的光束能量仅为80 keV,免得粉碎MoS2。虽然射束能量较低,但利用EMPAD的分辩率很是好,显微镜可以或许以惊人的清晰度检测到缺失的硫原子 - “格子中的缺陷”,Gruner说 - 在2D材猜中。“这对我来说太惊人了,”他说。

  因为分辩率能力小于最小原子键,因而需要一种新的EMPAD方式测试对象。来自穆勒集团的Yimo Han,Ph.D 18和Pratiti Deb 16,堆叠了两张MoS2,一张稍微歪斜,如许两张原子的距离从完全键合长度到扯谎的距离都是可见的在相互之上。“它根基上是世界上最小的统治者,”格鲁纳说。

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