Учёные из Университета Суонси разработали новую методику визуализации для нейтральных атомных пучковых микроскопов, существенно ускоряющую процесс получения микроскопических изображений по сравнению с традиционными методами. Это позволит инжинирам и исследователям значительно быстрее получать результаты сканирования образцов.
Нейтральные атомные пучковые микроскопы являются ключевым инструментом для анализа поверхностей, недоступных для традиционных микроскопов. Их принцип работы заключается в рассеивании низкоэнергетического пучка нейтральных частиц, обычно атомов гелия, от поверхности для создания изображения её структуры и состава.
Тем не менее, существующие способы визуализации имеют существенный недостаток — изображение формируется по одному пикселю, что требует значительного времени. Повышение разрешения за счёт уменьшения размера отверстия значительно снижает поток луча, увеличивая время измерения.
Группа исследователей под руководством профессора Джила Александровича из химического факультета Университета Суонси разработала новую методику сканирования с использованием пинхола, позволяющую существенно ускорить процесс получения изображений. Методика основана на пропускании пучка атомов через неоднородное магнитное поле и использовании прецессии ядерного спина для кодирования положения частиц пучка, которые взаимодействуют с образцом.
Эксперименты, проведённые аспирантом Морганом Лоу, подтвердили эффективность нового метода, демонстрируя высокое соответствие профиля пучка данным численного моделирования. Команда также провела численное моделирование, показав, что метод магнитного кодирования способен улучшить разрешение изображения при значительно меньших затратах времени по сравнению с нынешними подходами микроскопии с точечным отверстием.
«Наша методика открывает новые горизонты в нейтральной пучковой микроскопии, обеспечивая улучшение разрешения изображений без чрезмерных затрат времени, а также имеет потенциал для внедрения новых механизмов контрастирования, основанных на магнитных свойствах исследуемых образцов», — пояснил профессор Джил Александрович.
В ближайшее время планируется доработка нового метода для создания полноценного рабочего прототипа магнитно-кодирующего нейтрально-лучевого микроскопа, что позволит протестировать его разрешающие способности, механизмы контрастности и режимы работы.
В дальнейшей перспективе этот новый тип микроскопа станет доступным для учёных и инженеров, предоставляя возможность детального анализа топографии и состава чувствительных и деликатных образцов, которые они создают или изучают.
Источник: iXBT
