豐臺(tái)光學(xué)顯微鏡原理電子顯微鏡的分辨率創(chuàng)造了一個(gè)
作者: 發(fā)布時(shí)間:2022-07-02 17:39:59點(diǎn)擊:1463
信息摘要:
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照片:兩張二硫化鉬(MoS2)的照片,一張旋轉(zhuǎn)6.8度。每個(gè)原子之間的間距從原子鍵的長(zhǎng)度到完全重疊不等。來(lái)源:康奈爾大學(xué)。
7月19日,康奈爾大學(xué)應(yīng)用和工程物理學(xué)教授戴維·穆勒、約翰·L·韋瑟里爾和物理學(xué)教授索爾·格魯納和維特·埃爾澤在《自然》雜志上發(fā)表了一篇題為二維材料電子印刷術(shù)到深亞表面分辨率的文章。報(bào)道稱,研究人員利用電子顯微鏡(電子顯微鏡)像素陣列探測(cè)器(EMPAD)實(shí)現(xiàn)了0.39的分辨率,創(chuàng)造了一項(xiàng)新的世界紀(jì)錄。
雖然電子顯微鏡可以觀察到一個(gè)原子,但即使在這個(gè)分辨率下它也看不清楚任何東西。電子顯微鏡透鏡有一個(gè)稱為像差的固有缺陷,為此,研制了像差校正器。正如Muller所說(shuō),它就像一個(gè)顯微鏡眼鏡,為了校正多個(gè)像差,需要一個(gè)擴(kuò)展的校準(zhǔn)元件收集器,它像在眼鏡上放眼鏡一樣笨拙。Muller和其他工作成功地解決了這個(gè)問(wèn)題。
電子的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于可見(jiàn)光的波長(zhǎng),但是電子顯微鏡透鏡沒(méi)有相應(yīng)的分辨率。分辨率在很大程度上取決于透鏡的數(shù)值孔徑。數(shù)值孔徑是F數(shù)的倒數(shù):F麻木越小。提高電子顯微鏡分辨率的傳統(tǒng)方法是增加電子束的數(shù)值孔徑和能量。過(guò)去,分辨率記錄是通過(guò)像差校正透鏡和超高束能量-300千電子獲得的。伏特(keV)---以獲得亞AE(,ngstrm)分辨率。原子鍵的長(zhǎng)度通常在1-2之間,而AI的分辨率允許人們?nèi)菀椎赜^察單個(gè)原子。
研究小組使用EMPAD和PT光刻技術(shù)來(lái)提高電子顯微鏡的分辨率:當(dāng)電子束掃描樣品時(shí),探測(cè)器收集重疊步驟中散射電子的全部位置和動(dòng)量分布,然后從r重建圖像。最終,獲得了0.39的分辨率。為了保證樣品的結(jié)構(gòu)完整性,他們使用了較低的光束能量(80keV),在這種情況下,僅用像差校正透鏡就可以獲得0.98的分辨率。可以檢測(cè)樣品中的硫原子。
因?yàn)榉直媛市∮谧钚〉脑渔I,我們需要為EMPAD方法提供一個(gè)新的測(cè)試對(duì)象,所以他們疊加了兩個(gè)MoS2圖片,一個(gè)稍微歪斜,使得兩個(gè)原子之間的距離從完整的原子鍵的長(zhǎng)度到重疊的長(zhǎng)度都有所不同。
康奈爾大學(xué)的電子顯微鏡已經(jīng)用EMPAD進(jìn)行了修改,以記錄各種強(qiáng)度,從單個(gè)電子到包含幾百甚至一百萬(wàn)電子的強(qiáng)光束。
資料來(lái)源:http://PHY.org/News /2018-07電子顯微鏡-Debug -Primest.HTML
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