กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนสิ่งใหม่คว่ำวิชาความรู้ทั่วไปของประวัติศาสตร์ 88 ปี

ใน 88 ปีนับตั้งแต่การประดิษฐ์เชื้อกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งผ่าน(TEM) ในปี 1931 นักค้นคว้าได้ทำงานขจัดปัญหาเชิงพื้นที่โดยตลอด การออกแบบเลนส์ใกล้วัตถุแบบแม่เหล็กที่มีค่าสัมประสิทธิ์ความผิดปรกติของเลนส์เล็กลงเป็นสิ่งที่ต้องการและก็ระบบเลนส์ที่ปรับปรุงแก้ไขความคลาดเคลื่อนสำหรับการสแกน TEM (STEM) ได้รับความละเอียดเชิงพื้นที่ sub-Å

ข้อผิดพลาดอย่างหนึ่งซึ่งเป็นเรื่องสำคัญของระบบคอนเดนเซอร์เลนส์ใกล้วัตถุในขณะนี้สำหรับ TEMs / STEM ที่มีความละเอียดระดับอะตอมคือแบบอย่างจำเป็นจะต้องถูกแทรกเข้าไปในสนามไฟฟ้าที่มีค่าสูงมากถึง 2-3 T สนามที่สูงแบบนี้ วัสดุแม่เหล็กชนิดนิ่ม แข็งไม่น้อยเลยทีเดียวที่มีความสำคัญเช่นเหล็กซิลิคอนเหตุเพราะสนามไฟฟ้าที่เข้มแข็งสามารถเปลี่ยนแปลงได้เป็นอย่างมากหรือทำลายสิ่งของแม่เหล็กรวมทั้งโครงสร้างด้านกายภาพของอุปกรณ์บางครั้งบางคราว เมื่อเร็วๆนี้การพัฒนาอุปกรณ์แม่เหล็กใหม่ได้ปรับปรุงไปอย่างเร็วเนื่องจากการวิเคราะห์องค์ประกอบระดับอะตอมเป็นกุญแจสำคัญของเทคโนโลยีดังกล่าวการจัดการปัญหานี้ก็เลยเป็นที่เรียกร้องมานาน

ทีมงานร่วมกันได้พัฒนาระบบเลนส์ใกล้วัตถุแบบไม่มีสนามแม่เหล็กซึ่งมีเลนส์ทรงกลมสองตัวที่วางอยู่ในแบบสมมาตรของกระจกที่สมมาตรกับระนาบตัวอย่าง ระบบเลนส์ใหม่นี้ให้สนามไฟฟ้าตกค้างขนาดเล็กมากที่ตำแหน่งตัวอย่างในขณะวางเลนส์ใกล้วัตถุข้างหน้า ข้างหลังที่น่าตื่นตาตื่นใจอย่างยิ่งใกล้กับตัวอย่างเพื่อให้ได้เงื่อนไขความยาวจุดโฟกัสสั้นที่จำเป็นมากสำหรับในการถ่ายรูปที่มีความละเอียดระดับอะตอม โดยเหตุนั้นสนามไฟฟ้าหลงเหลือที่สร้างใกล้กับศูนย์แบบอย่างมีค่าน้อยกว่า 0.2 mT ซึ่งน้อยกว่าค่า 10,000 เท่าในเลนส์ใกล้วัตถุแบบแม่เหล็กทั่วๆไปที่ใช้ในการถ่ายภาพด้วยความละเอียดระดับอะตอม TEM / STEM

คณะทำงานร่วมใช้ระบบใหม่นี้เพื่อพินิจองค์ประกอบอะตอมของเหล็กแผ่นซิลิกอนที่มีเมล็ดเป็นเม็ดซึ่งเป็นวัสดุทางวิศวกรรมแม่เหล็กอ่อนที่สำคัญที่สุดประเภทหนึ่งแผ่นนี้ใช้เป็นอุปกรณ์หลักสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้ารวมทั้งมอเตอร์และการหาค่าความละเอียดอะตอมมิของข้อบกพร่องของแต่ละบุคคลมานานแล้ว ด้วยการใช้ระบบเลนส์ที่ปรับปรุงขึ้นใหม่องค์ประกอบอะตอมที่ได้รับการปรับแก้ของเหล็กซิลิคอนนั้นถูกสังเกตเห็นได้อย่างเห็นได้ชัดและการถ่ายรูปโดยตรงที่ได้รับการปรับแต่งด้วยอะตอมในสิ่งแวดล้อมที่ปราศจากสนามไฟฟ้านั้นได้รับการยอมรับสำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็คตรอน .

กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่ปรับปรุงขึ้นใหม่สามารถใช้งานได้ในทำนองเดียวกับ TEMs / STEMs ทั่วๆไป คาดว่าจะผลักดันการศึกษาทำการค้นคว้าและวิจัยรวมทั้งพัฒนาที่สำคัญยิ่งขึ้นในด้านทุ่งนาโนเทคโนโลยีต่างๆ