访谈

椭圆形金颗粒直径为5nm,具有线条,原子层,横跨它们。电子ptychography将彻底改变电子显微镜。通过消除镜头,电子ptychography通过使用计算机在通过样本之后重建散射的电子波来形成图像,这可能导致所见的最高分辨率图像。谢菲尔德大学的研究人员通过开发一种可以创造有史以来最高分辨率图像的新方法,彻底改变了电子显微镜。 70多年来,透射电子显微镜(TEM)“透视”一个物体以观察其中的原子特征,受到用于形成图像的相对较差的透镜的限制。这种称为电子ptychography的新方法省去了镜头,而是通过使用计算机在通过样本后重建散射的电子波来形成图像。参与该计划的科学家认为他们的发现是“全新的电子成像时代”的“第一步”。该过程没有基本的实验边界,并且认为它将改变亚原子尺度透射成像。项目负责人谢菲尔德大学电子与电气工程系的John Rodenburg教授说:“为了理解材料的行为,我们需要确切知道原子的位置。这种方法将使我们能够看到原子如何在一个固体物体中彼此相邻,就好像我们将它们握在手中一样。 “我们已经证明,我们可以将电子透镜的分辨率极限提高五倍。相同方法的扩展应该达到有史以来获得的最高分辨率的透射图像;大约十分之一原子直径。 TEM不再受镜片范式的束缚,自1933年发明以来,它已成为阿基里斯的鞋跟。“该技术适用于使用任何类型波浪的显微镜,并且具有优于传统方法的其他关键优势。例如,当与可见光一起使用时,新技术形成一种图像,这意味着科学家可以非常清楚地看到活细胞,而不需要对它们进行染色,这一过程通常会杀死细胞。新方法还需要将镜片放在非常靠近活体样品的位置,这意味着可以通过培养皿或烧瓶等厚容器看到细胞。这意味着,随着它们在数天或数周内发展和成长,它们不必受到干扰。欧洲航天局甚至计划在2018年将新的,更强大的显微镜技术应用于月球,以检查月球土壤的结构。罗登堡教授补充说:“我们测量衍射图案而不是图像。我们记录的内容相当于被物体散射的电子,X射线或光波的强度 - 这被称为它们的强度。然而,为了制作图像,我们需要知道波的波峰和波谷何时到达探测器 - 这称为相位。 “关键的突破是开发出一种仅从强度来计算波浪相位的方法。一旦我们得到了这个,我们就可以向后计算出波散射的东西:也就是说,我们可以形成物体的无像差图像,这比普通镜头要好得多。 “典型的电子或X射线显微镜图像比波长定义的理论极限模糊约一百倍。在这个项目中,最终的目标是在三维物体中看到的任何结构中的单个原子的最佳图片。“突破性的结果是一项耗资430万英镑的三年研究的一部分。由工程和物理科学研究委员会(EPSRC)。调查是在谢菲尔德大学衍生公司Phase Focus Ltd和Gatan Inc.的帮助下进行的.Patchographic电子显微镜使用高角度暗场散射进行亚纳米分辨率成像,于周一在Nature Communications上发表。 2012年3月5日。资料来源:谢菲尔德大学图片: