حد نصابی جدید برای پرتونگاری الکترونی

پرتونگاری (tomography) یک روش معمول برای تعیین خصوصیات سه بعدی مواد می
باشد. به تازگی، گروهی از محققان شکلی خاص از پرتونگاری را ابداع کرده
اند که به کمک آن می توان به دقت۰٫۱۱ نانومترِ مکعب دست پیدا کرد. این
مقدار یک حد نصاب جدید در پرتونگاری الکترونی می باشد.

میکروسکوپ الکترونی انتقالی (TEM) قادر به تشخیص خصوصیات نانومواد، در
ابعاد اتمی می باشد اما اطلاعات دریافتی از آن، دو بعدی است. معمولاً
در علوم زیستی، برای تعیین خصوصیات مواد در سه بعد از روش هایی چون
بازسازی ساختار به کمک پرتونگاری استفاده می شود. با وجود پیشرفت های
انجام شده در پرتونگاری های زاویه-بالا (high-angle)، میدان-تاریک
حلقوی (annular dark-field) و انرژی-فیلتر شده (energy-filtered)، هم
اکنون تنها می توان به دقتی در حدود ۱ نانومتر مکعب در علوم فیزیکی دست
یافت.

به تازگی گروهی مشترک از موسسه علم ویزمن، مرکز تحقیقاتی زوریخ و
مرکزِفنی درسدن در آلمان، روشی جدید بر مبنای پرتونگاری الکترونی
میدان-روشن (bright-field) ابداع کرده اند.

البته با استفاده از TEM میدان-روشن نیز می توان به دقتی بهتر از ۲
انگستروم رسید اما این امر تنها با یک ولتاژ فزاینده‌ی بالا امکانپذیر
است. هم اکنون محققان برای دستیابی به دقت ۲ انگستروم، از عکسبرداری
NCSI با ولتاژ ۸۰ کیلوولت در یک FEI Titan 80-300 TEM استفاده می کنند.
محققان مذکور برای نشان دادن قابلیت های روش ابداعی خود، تصاویری با
دقت بالا از هشت وجهی های نانویی MoS2 تهیه کردند.

لوتار هوبن از مرکز تحقیقاتی زوریخ می گوید: «روش ما، بدون هیچگونه
پردازش داده پیچیده، نمایش دقیقی از پتانسیل الکتروستاتیک ذره ارایه می
دهد.»

توموگرام های این روش، اطلاعاتی در ابعاد کوچکتر از ۳ انگستروم، در سه
جهت فضا ارایه می کنند. در این روش، پوسته های تودرتوی هشت وجهی و
همچنین ساختار حفره ای نانوذرات قابل تشخیص است و دقت کلی به دست آمده،
۰٫۱۱ نانومتر مکعب است که تاکنون بی سابقه بوده است. البته محققان
معتقدند که می توان با انجام اصلاحاتی، دقت حاصله را بیشتر کرد.

اندرو بللوچ از دانشگاه لیورپول، ضمن اذعان به بی سابقه بودن دقت فضایی
به دست آمده، گفت: «بهترین کارآیی این روش در مورد ساختار هایی است که
تنها چند لایه اتمی ضخامت دارند و برای نمونه های ضخیم تر، احتمالاً
مشکلاتی در پرتوافکنی وجود خواهد داشت.»