ایجاد چشمه‌های الکترونی همدوس با فناوری نانو

محققان تایوانی با استفاده از نانونوک‌ها یا همان نوک‌های تک‌اتمی روکش‌شده با فلزات نجیب، موفق به ساخت نوعی چشمۀ الکترونی شده‌اند که ضمن برخورداری از همدوسی کلی، درخشش آن نیز به چندین برابر چشمه‌های موجود در میکروسکوپ‌های الکترونی فعلی می‌رسد. این محققان با توجه به همدوسی کلی موج‌های الکترونی توانسته‌اند اطلاعات اتمی ثبت‌شده در تصاویر فازی به‌ دست‌آمده از ماده را کاملاً بازیابی کنند.

فاز موج الکترونی حتی تا ابعاد اتمی، حساسیت زیادی به میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی ماده دارد؛ اما با توجه به آنکه چشمه‌های الکترونی در دستگاه‌های پرتو الکترونی از همدوسی جزئی و درخشندگی محدودی برخوردارند، تاکنون امکان بازیابی کامل اطلاعات از تصاویر به دست‌آمده از این ابزارها وجود نداشته‌است.

اخیراً محققان تایوانی با استفاده از نانونوک‌ها یا همان نوک‌های تک‌‌اتمی روکش‌‌شده با فلزات نجیب، موفق به ساخت نوعی چشمۀ الکترونی شده‌‌اند که ضمن برخورداری از همدوسی کلی، درخشش آن نیز به چندین برابر چشمه‌های موجود در میکروسکوپ‌های الکترونی فعلی می‌‌رسد. این محققان با توجه به همدوسی کلی موج‌های الکترونی توانسته‌اند اطلاعات اتمی ثبت‌‌شده در تصاویر فازی به‌ دست‌آمده از ماده را کاملاً بازیابی کنند.

این نوک‌های جدید که دارای روکشی از فلزات نجیب( W( 111هستند، مانند یک منشور کوچک جبهه‌ی موج الکترونی فرودی را به دو موج همدوس جزئی تقسیم کرده، در نهایت با انحراف این موج‌‌ها به‌وسیله‌ی میدان‌های الکتریکی اطراف الگوهایی تداخلی ـ که به‌روشنی گویای همدوسی موج‌های الکترونی است ـ ایجاد می‌شوند؛ این در حالی است که پرتوهای الکترونی به دست‌آمده از همدوس‌ترین چشمه‌های موجود در میکروسکوپ‌های الکترونی تجاری کنونی تنها در مسیر بخش کوچکی از پهنای موج، این همدوسی را از خود نشان می‌دهند. پایداری حرارتی و شیمیایی خوب این نوک‌ها و عمر بالای آنها، همچنینی روش قابل اطمینان آماده‌سازی آنها تحولی اساسی در این حوزه به شمار می‌آید و دانشمندان امیدوارند تا با کمک آن بتوان راه حلی برای مسائل مهم علمی و لاینحل کنونی بیابند.

این محققان هم‌اکنون درصدد آن هستند تا با توسعه‌ی روش‌های جدید تصویر‌برداری به شیوه‌ی پراش، به الگوهای پراش نانوساختارها دست یابند. آنها امیدوارند تا در آینده بتوان با تمرکز این پرتوهای الکترونی، آزمایش‌های پیچیده‌تری را نیز انجام داد.

گفتنی است جزئیات این تحقیق در نشریه‌ی Nanotechnology به چاپ رسیده‌است.