Отображение нанокристаллов при помощи томографии

Руководитель научной группы демонстрирует, каким образом при изучении одного и того же образца с помощью ПЭМ можно получить различные картины. (кликните картинку для увеличения)

Руководитель научной группы демонстрирует, каким образом при изучении одного и того же образца с помощью ПЭМ можно получить различные картины. (кликните картинку для увеличения)

11.03.2013 (10:12)
Просмотров: 1751
Рейтинг: 2.00
Голосов: 1

Теги:
сверхрешётка, нанокристалл, ПЭМ,
Естественные науки >> Физика






Ваша оценка
-2 -1 0 1 2
Исследователи из Нидерландов использовали методику электронной томографии для отображения нанокристаллов и сверхрешеток. Вместо получения двумерного снимка нанообъекта, они предложили последовательно снимать несколько проекций, после чего – реконструировать трехмерную структуру при помощи вычислительной техники. Такой подход позволяет сохранить на изображении информацию о третьем измерении, т.е. дает возможность гораздо лучше понять причины проявления тех или иных оптикоэлектронных свойств нанообъектов. Предложенная техника в будущем потенциально может широко применяться в ходе трехмерного изучения важных для науки твердых наноструктур.

Нанокристаллические сверхрешетки, которые также часто называют искусственными твердыми телами, перспективны одновременно для целого ряда практических приложений. Однако исследователи все еще не обладают необходимым инструментарием для правильного отображения трехмерных структур этих материалов. А без подобных техник, фундаментальные физические свойства разнообразных нанообъектов никогда не будут до конца поняты.

Решая эту проблему, группа ученых из Utrecht University (Нидерланды) предложила использовать для отображения подобных объектов модифицированную методику электронной томографии. В рамках разработанной учеными техники, исследуемый образец вращался, при этом непрерывно формировалась его двумерная проекция при помощи просвечивающего электронного микроскопа (ПЭМ).

Единовременно подобная методика позволяет получить только двумерные изображения, где, грубо говоря, потеряна информация о третьем измерении. Чтобы избежать этого, в рамках эксперимента получался целый ряд двумерных изображений под разными углами к оси кристаллической решетки. На основе этих данных ученые смогли реконструировать структуру трехмерного объекта. В результате, техника дает трехмерное изображение, содержащее всю информацию, необходимую для анализа решетки и извлечения координат нанокристаллов в образце.

Полученные «трехмерные» данные позволяют наблюдать даже локальные дефекты в структуре нанокристаллов, даже если они не могут быть выявлены обычными инструментами (к примеру, на обычных двумерных снимках, полученных при помощи ПЭМ). Кроме того, появилась возможность говорить об ориентации нанокристалла в пространстве: на примере, сопровождавшем научную работу, команда показала, что, в зависимости от направления просвечивания, один и тот же нанокристалл может дать три принципиально разные изображения ПЭМ. Таким образом, взаимная ориентация луча электронов и оси нанокристалла является одним из ключевых факторов для исследователей.

Подробные результаты работы ученых опубликованы в журнале Nano Letters. По мнению научной группы, предложенная ими методика может стать новым инструментом для изучения нанокристаллов и сверхрешеток. В ближайшее время исследователи планируют провести с помощью предложенной методики более углубленное количественное изучение ряда твердых нанокристаллов, чтобы лучше понять, как квантово-механическая связь между нанокристаллами и присутствующие в них дефекты влияют на оптоэлектронные свойства данных объектов. Ученые считают, что новая техника открывает новые горизонты для понимания связи структурных особенностей и оптоэлектронных свойств.

Нравится


Екатерина Баранова

Также по теме:

Источники:



самое популярное





Rambler's Top100