|
اخیراً دانشمندان یک میکروسکوپ اشعه ایکس تولید کرده‌اند که
تفکیک‌پذیری هر پیکسل آن تنها ۱۵ نانومتر است؛ این میکروسکوپ
امکان مطالعه ویژگی‌های مواد در مقیاس مولکولی و کوچک‌تر را به
دانشمندان می‌دهد.
این گروه تحقیقاتی که توسط جیان وی میائو و چانگ‌یونگ‌سونگ از
دانشگاه کالفرنیا در لس‌آنجلس رهبری می‌شود، شامل محققانی از
مرکز سینکروترون استرالیا و آزمایشگاه ملی آرگون در ایلینویز
نیز می‌باشد. این محققان می‌گویند حد نهایی بزرگ‌نمایی این
میکروسکوپ تنها توسط طول موج اشعه ایکس محدود می‌شود و از نظر
تئوری تفکیک‌پذیری آن می‌تواند تا سطح نزدیک اتمی برسد (قطر یک
اتم معمولی حدود ۱/۰ نانومتر است). نتایج این مطالعه در شماره
اخیر Physical Review Letters منتشر شده است.
میائو در مصاحبه با PysOrg.com می‌گوید: «این یکی از بالاترین
تفکیک‌پذیری‌هایی است که توسط میکروسکوپ اشعه ایکس به دست آمده
است. این میکروسکوپ نه تنها تصاویری با تفکیک‌پذیری بالا تولید
می‌کند، بلکه ویژگی‌های عنصری ماده را نیز می‌تواند تعیین کند.
به عنوان مثال میکروسکوپی اتمی تنها یک طیف ایجاد می‌کند و
تصویری در این میکروسکوپی حاصل نمی‌شود».
این روش میکروسکوپی پراش اشعه ایکس ارتعاشی نامیده می‌شود و
این اولین استفاده از این روش برای تصویربرداری از ساختارهای
مدفون با این تفکیک‌پذیری بالاست شده است (همانند عناصر
آلاینده درون یک عنصر میزبان). میکروسکوپی پراش اشعه ایکس
ارتعاشی با روش‌های دیگر میکروسکوپی تفاوت دارد، زیرا در این
میکروسکوپ از لنز استفاده نمی‌شود. استفاده نکردن از لنز باعث
می‌شود محدودیت‌های ناشی از استفاده از لنز، همانند عمق تمرکز
محدود که ضخامت لایه تحت مطالعه را محدود می‌کند، وجود نداشته
باشد.
در این میکروسکوپ به جای لنز از یک منفذ بسیار ریز استفاده
می‌شود که یکپارچه‌ترین بخش اشعه ایکس را انتخاب می‌کند و
قوی‌ترین طول موج را ایجاد می‌نماید.
تابش اشعه ایکس ابتدا تصاویری از دو الگوی پراش از نمونه
می‌گیرد: یکی از لگوها درست زیر لبه جذبی نمونه قرار دارد و
دیگری درست در بالای آن (لبه جذبی یا لبه باند زمانی اتفاق
می‌افتد که فوتون‌های فرودی انرژی کافی برای تحریک الکترون‌های
اتم و تولید یک فوتوالکترون را به دست می‌آورند.).
سپس محققان تفاوق میان دو الگوی پراش را اندازه‌گیری کردند تا
توزیع فضایی عناصر را به دست آورند. دانستن توزیع فضایی عناصر
محققان را قادر می‌سازد تا نه تنها ساختار سطحی، بلکه ضریب
شکست نمونه را که می‌توان از آن برای تعیین محتوای مولکولی
بهره برد، مشخص نمایند.
این محققان از این روش برای شناسایی آلاینده‌های بیسموت که به
طور گسترده‌ای درون سیلیکون توزیع شده بودند، استفاده کردند.
آنها در مطالعات دیگری از آلاینده بیسموت برای کنترل و دستکاری
ویژگی‌های فیزیکی مواد جهت طراحی مواد پیشرفته کاملاً کارکردی
(مثلاً در نیمه‌هادی‌ها) بهره بردند.
|
