
Австралия ставит новые рекорды: возобновляемая энергия вытесняет уголь
12.03.2025
Используя для сканирующего туннельного микроскопа «газовую иглу», ученые сумели намного повысить пределы его разрешающей способности.
Пытаясь разглядеть объекты, слишком мелкие для оптических микроскопов, сегодня исследователи пользуются, в частности, и таким распространенным (и сложным) инструментом, как сканирующие туннельные микроскопы (СТМ). Принцип их действия напоминает старые проигрыватели виниловых пластинок: к образцу на расстояние в ангстремы подносится тончайшая металлическая игла. При подаче на нее небольшого напряжения между иглой и образцом возникает ток, величина которого зависит от расстояния между иглой и образцом. Такая техника позволяет рассмотреть даже атомы, однако и оказывается весьма требовательной к подготовке образцов и проведению съемки, так что, как правило, такого максимального разрешения достичь не удается.
И вот на днях немецкие ученые представили проект усовершенствованной системы СТМ: игла такого микроскопа будет представлять собой… газ, а разрешение – еще выше. Для этого используется охлажденный практически до абсолютного нуля рубидиевый газ, атомы которого улавливаются и управляются внешним магнитным полем.
В ходе экспериментальной съемки ученые использовали их для съемки «леса» из тончайших углеродных нанотрубок. Подход подразумевает, что «игла» касается поверхности, и отдельные атомы рубидия «прилепляются» к поверхности образца. Число этих потерянных атомов может быть зафиксировано, и дать точную картину – с разрешением едва ли не атомарным.
Интересно, что система может использоваться и в другом режиме. Дело в том, что при дальнейшем охлаждении рубидиевый газ переходит в экзотическую форму Бозе-Эйнштейновского конденсата, в котором все атомы переходят в минимально возможное квантовое состояние и ведут себя, можно сказать, «согласованно». Колеблясь над образцом, такая «квантовая игла» позволяет увидеть его за счет регистрации частоты и амплитуды этих колебаний. Этот режим позволяет рассмотреть образец, весьма сложный для подобных наблюдений – например, отдельно стоящую на поверхности нанотрубку – а кроме того, никаких перемещений атомов от иглы на образец не происходит, и он, соответственно, не повреждается.
Подробно о работе современных микроскопов и их возможностях мы писали в статье «Туннель в наномир».
По публикации Gizmag
Новости компаний 01.07.2025
Новости компаний 01.07.2025
Новости компаний 24.06.2025
Новости компаний 20.06.2025
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться