ساخت میکروسکوپ الکترونی عبوری بسیار قدرتمند

پاول کوتولا می‌گوید میکروسکوپ الکترونی عبوری تایتان مدل G20 8200 با قیمت
سه و دو دهم میلیون دلار، ۵۰ تا ۱۰۰ برابر قوی‌تر از آن چیزی است که پیشتر
بوده است. این افزایش قدرت هم در بخش قدرت تفکیک و هم زمان مورد نیاز برای
آنالیز می‌باشد. این دستگاه پرتوهای الکترونی را با قدرت ۸۰ تا ۲۰۰ کیلو
الکترون ولت شلیک می‌کند که این امر شرایط مناسب برای تحقیقات ساختاری در
مقیاس نانو را فراهم می‌کند. این دستگاه مجهز به شناساگرهای اشعه ایکس است
که قدرت تفکیک فوق‌العاده‌ای به آن بخشیده به‌طوری که اگر آن را با یک
تلسکوپ مقایسه کنیم باید بگوییم که امکان مشاهده دو نخود که روی کره ماه و
در کنار هم قرار گرفته‌اند وجود دارد. برخی آنالیزها توسط این میکروسکوپ
چند دقیقه زمان نیاز دارد در حالی که همین آنالیز در میکروسکوپ‌های
قدیمی‌تر ۲ ساعت به طول می‌انجامد.

لو از پژوهشگران این پروژه در حالی که پشت کامپیوتر خود نشسته و تصویری از
یک نمونه با ضخامت ۵۰ نانومتر را نشان می‌دهد، می‌گوید شما به چنین ابزاری
برای کار در حوزه فناوری نانو احتیاج دارید. در این نمونه اتم‌های
استرانسیوم و تیتانیوم تنها سه آنگستروم از هم فاصله دارند. این میکروسکوپ
دارای طراحی لنز منحصر به‌فردی است که در آن از ۴ شناساگر اشعه ایکس
استفاده شده که نمونه را محاط کرده‌‌اند.

کوتولا می‌گوید میکروسکوپ‌های قدیمی دارای محدودیت انحراف لنز هستند
به‌ویژه انحراف کروی که مانع فوکوس تند می‌شود دلیل این امر آن است که
الکترون‌هایی که دورتر از محور نوری هستند بیشتر از الکترون‌های مجاور محور
نوری تحت تاثیر لنز‌های قرار دارند. در این میکروسکوپ با افزودن چند لنز
اضافی، این مشکل حل شده است.

پرتوهای الکترونی قدرتمند می‌توانند به نمونه آسیب بزنند، اما در این
میکروسکوپ پارامترهای زیادی برای کنترل این پرتوها لحاظ شده است.

اتاقی که میکروسکوپ در آن قرار دارد از نظر دما، لرزش، صدا، پایداری و
میدان‌های الکترومغناطیس تحت کنترل است. درون دیوارهای این اتاق مواد ضد
صدا و لوله‌های آب سرد قرار داده شده است به‌طوری که دمای ۶۵ درجه‌ای آن در
طول نیم ساعت تنها دو دهم درجه فارنهایت تغییر می‌کند.