Yeni çalışma: elektron ışını oluşumu için yeni ışık

Elektron mikroskobu ile lazer teknolojisini birleştiren yeni bir teknik, elektron ışınlarının rastgele ve programlanabilir şekilde şekillendirilmesini sağlar. Elektronik optiği geliştirmek ve uyarlanabilir elektron mikroskobu için kullanılabilir, ışın hasarını azaltırken hassasiyeti arttırır. Bu temel ve yıkıcı teknoloji, şimdi Viyana Üniversitesi ve Siegen Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından kanıtlanmıştır. Sonuçlar PRX’te yayınlandı.

Işık, Dünya’nın atmosferi veya milimetre kalınlığındaki kumaş gibi çalkantılı veya yoğun bir malzemeden geçtiğinde, standart görüntüleme teknikleri, görüntüleme kalitesinde önemli sınırlamalarla karşı karşıya kalır. Böylece bilim adamları, istenmeyen etkileri ortadan kaldırarak, bir teleskop veya mikroskobun optik yoluna deforme olabilen aynalar yerleştirir. Adaptif optikler, astronomi ve derin doku görüntülemede birçok atılıma yol açtı.

Bununla birlikte, malzeme bilimi ve yapısal biyolojideki birçok uygulama bunu gerektirse de, optoelektronikte bu kontrol düzeyine henüz ulaşılamamıştır. Elektronik optikte bilim adamları, atomik çözünürlüğe sahip görüntü yapılarına ışık yerine elektron demetleri kullanırlar. Tipik olarak, elektron ışınlarını yönlendirmek ve odaklamak için sabit elektromanyetik alanlar kullanılır.

PRX’te yayınlanan yeni bir çalışmada, Viyana Üniversitesi’nden (Fizik Fakültesi ve Max Perutz Laboratuarlarında) ve Siegen Üniversitesi’nden araştırmacılar, elektron ışınlarını yüksek yoğunluk kullanarak neredeyse keyfi olarak değiştirmenin mümkün olduğunu göstermiştir. elektronları iten ışık alanları biçimi. Bu etki ilk olarak 1933’te Kapizza ve Dirac tarafından tahmin edildi ve ilk deneysel gösterimler (Bucksbaum ve diğerleri, 1988; Freimund ve diğerleri, 2001), yüksek yoğunluklu darbeli lazerin ortaya çıkmasıyla mümkün oldu.

Viyana merkezli deney şimdi ışığı şekillendirme yeteneğimizden faydalanıyor. Lazer darbesi, bir uzaysal ışık modülatörü tarafından modüle edilir ve modifiye edilmiş bir taramalı elektron mikroskobunda senkronize ve yayılma önleyici bir elektron ışını ile etkileşime girer. Bu, elektron ışınlarının emsalsiz kontrolüne izin vererek elektron dalgasına çapraz faz geçişlerinin isteğe bağlı olarak yazdırılmasını sağlar.

Bu yenilikçi teknolojinin potansiyeli, dışbükey ve içbükey elektronik lenslerin yaratılması ve karmaşık elektron yoğunluk dağılımlarının üretilmesiyle ortaya konmaktadır. Çalışmanın baş yazarı Marius Konstantin Chirita Mihila’nın belirttiği gibi: “Bir elektron dalgasının enine fazında bir lazer ışını ile yazıyoruz. Deneylerimiz, binlerce programlanabilir piksele sahip darbeli elektron mikroskoplarında dalga cephesi şekillendirmenin yolunu açıyor. Gelecekte , elektron mikroskobunuzun parçaları ışıktan yapılmış olabilir” .

Diğer rakip elektron şekillendirme tekniklerinin aksine, şema programlanabilir ve malzeme kırınım elemanlarının bozulmasından kaynaklanan kayıpları, esnek olmayan saçılımı ve kararsızlığı önler. Viyana Üniversitesi’nden grup lideri Thomas Goffmann, “Modülasyon tekniğimiz darbeli elektron mikroskoplarında sapmaların düzeltilmesine ve uyarlanabilir görüntülemeye izin veriyor. Hassasiyeti artırmak için çalıştığınız örnekler üzerinde mikroskobunuzu ayarlamak için kullanılabilir.”

orijinal gönderi:

Marius Konstantin Chirita Mihila, Philip Weber, Matthias Schneller, Lucas Granditz, Stefan Nimrichter ve Thomas Goffmann: Işıkla enine elektron demeti modülasyonu. İçinde: Fiziksel İnceleme X. 2022.

DOI: 10.1103/ PhysRevX.12.031043

Resimler:

baba. 1: Viyana Üniversitesi’ndeki son deneyler, ışığın (kırmızı) keyfi olarak elektron demetleri (sarı) oluşturmak için kullanılabileceğini, elektron mikroskobu ve metrolojide yeni olasılıklar açtığını göstermiştir. © stefaneder.at, Viyana Üniversitesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir