Wetenschappers van de Universiteit van Ohio en de Universiteit van Illinois konden dankzij het gebruik van röntgentechnologie een verbluffend beeld van een enkel atoom verkrijgen. Dit wordt gemeld in persbericht Universiteit van Ohio.
Sinds de ontdekking van röntgenstralen aan het einde van de 1800e eeuw zijn ze op veel gebieden een belangrijk hulpmiddel geworden. Het is een type elektromagnetische straling met een zeer hoge energie en een korte golflengte, en het vermogen om materie te doordringen maakt de straal zeer nuttig voor beeldvorming in de geneeskunde, materiaalkunde, archeologie en astrofysica.
Traditionele röntgendetectiemethoden vertrouwen echter op de interactie van röntgenstralen met veel atomen in het monster om een detecteerbaar signaal te genereren. Dit komt door het feit dat het signaal dat door een enkel atoom wordt geproduceerd extreem zwak is, dus het is moeilijk om het te onderscheiden van achtergrondruis.
De vorige standaard voor de kleinste hoeveelheid die door röntgenstralen kon worden verlicht, was 10 atomen, en vergeleken daarmee is deze prestatie revolutionair. Het kan mogelijk een revolutie teweegbrengen in de manier waarop wetenschappers en onderzoekers materialen ontdekken. Voor hun studie kozen de wetenschappers een atoom van ijzer en terbium.
Conventionele röntgendetectoren werden aangepast met een scherpe metalen punt in combinatie met synchrotron X-ray scanning tunneling microscopie (SX-STEM), die voornamelijk wordt gebruikt voor beeldvorming op nanoschaal en materiaalkarakterisering, om door röntgenstraling geëxciteerde elektronen van individuele atomen te detecteren.
Simpel gezegd stelt SX-STEM wetenschappers in staat om röntgenstralen te gebruiken om de elementen in een materiaal te zien en de chemische samenstelling ervan te begrijpen. Dit gebeurt door de elektronen in de kern van het atoom op te wekken (of te activeren). Wanneer elektronen röntgenstralen absorberen en opgewonden raken, creëren ze een unieke vingerafdruk. Dankzij deze afdruk bepalen wetenschappers het type elementen dat aanwezig is in het bestudeerde materiaal.
Het team ontdekte dat de röntgenabsorptiespectra unieke kenmerken onthulden die overeenkomen met ijzer- en terbiumatomen. De wetenschappers gebruikten bovendien de X-ray Resonance Tunneling (X-ERT) -methode om de chemische toestanden van de atomen te karakteriseren en ontdekten het dominante ijzeratoom.
Interessant is dat de onderzoekers merkten dat het röntgensignaal alleen kon worden gedetecteerd wanneer de gespecialiseerde punt dicht bij het atoom werd geplaatst. Dit bevestigde dat de detectie sterk gelokaliseerd was en gericht was op het atoom van interesse voor de onderzoekers, waardoor gedetailleerde karakterisering en analyse van de eigenschappen en het gedrag van het atoom mogelijk was.
"Deze prestatie combineert synchrotron-röntgenstraling met een kwantumtunnelproces om de röntgensignatuur van een enkel atoom te onthullen en opent vele interessante onderzoekslijnen, waaronder het bestuderen van de kwantum- en magnetische eigenschappen van slechts één atoom met behulp van synchrotron-röntgenstraling. straling', rapporteren de wetenschappers.
Lees ook: