Forskere fra University of Ohio og University of Illinois var i stand til å få et fantastisk bilde av et enkelt atom takket være bruken av røntgenteknologi. Dette er rapportert i pressemelding Ohio University.
Siden oppdagelsen av røntgenstråler på slutten av 1800-tallet har de blitt et viktig verktøy på mange felt. Det er en type elektromagnetisk stråling med svært høy energi og kort bølgelengde, og dens evne til å trenge gjennom materie gjør strålen svært nyttig for avbildning innen medisin, materialvitenskap, arkeologi og astrofysikk.
Tradisjonelle røntgendeteksjonsmetoder er imidlertid avhengige av interaksjonen av røntgenstråler med mange atomer i prøven for å generere et detekterbart signal. Dette skyldes det faktum at signalet som produseres av et enkelt atom er ekstremt svakt, så det er vanskelig å skille det fra bakgrunnsstøy.
Den forrige referansen for den minste mengden som kunne belyses av røntgenstråler var 10 XNUMX atomer, og sammenlignet med det er denne prestasjonen revolusjonerende. Det kan potensielt revolusjonere måten forskere og forskere oppdager materialer på. For sin studie valgte forskerne et atom av jern og terbium.
Konvensjonelle røntgendetektorer ble modifisert med en skarp metallspiss kombinert med synkrotron røntgenskanning tunnelmikroskopi (SX-STEM), som primært brukes til nanoskala avbildning og materialkarakterisering, for å oppdage røntgeneksiterte elektroner fra individuelle atomer.
Enkelt sagt lar SX-STEM forskere bruke røntgenstråler for å se elementene i et materiale og forstå dets kjemiske sammensetning. Dette skjer ved å spennende (eller energisere) elektronene i atomkjernen. Når elektroner absorberer røntgenstråler og blir opphisset, skaper de et unikt fingeravtrykk. Takket være dette avtrykket bestemmer forskere hvilken type elementer som er tilstede i det studerte materialet.
Teamet fant at røntgenabsorpsjonsspektra avslørte unike signaturer som tilsvarer jern- og terbiumatomer. Forskerne brukte i tillegg røntgenresonanstunneleringsmetoden (X-ERT) for å karakterisere de kjemiske tilstandene til atomene og oppdaget det dominerende jernatomet.
Interessant nok la forskerne merke til at røntgensignalet bare kunne oppdages når den spesialiserte spissen ble plassert i umiddelbar nærhet av atomet. Dette bekreftet at deteksjonen var svært lokalisert og fokusert på atomet av interesse for forskerne, noe som muliggjorde detaljert karakterisering og analyse av atomets egenskaper og oppførsel.
"Denne prestasjonen kombinerer synkrotronrøntgenstråling med en kvantetunneleringsprosess for å avsløre røntgensignaturen til et enkelt atom og åpner for mange interessante forskningslinjer, inkludert å studere kvante- og magnetiske egenskaper til bare ett atom ved bruk av synkrotronrøntgen. stråling," rapporterer forskerne.
Les også: