เลนส์อิเล็กตรอนที่เกิดจากแสง: วิธีการใหม่สำหรับกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีความละเอียดระดับอะตอม
โดย:
pp
[IP: 91.234.192.xxx]
เมื่อ: 2023-02-18 15:44:17
กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนช่วยให้นักวิจัยสามารถมองเห็นวัตถุขนาดเล็ก เช่น ไวรัส โครงสร้างที่ละเอียดของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ และแม้แต่อะตอมที่จัดเรียงบนพื้นผิววัสดุ การโฟกัสลำแสงอิเล็กตรอนลงไปยังขนาดของอะตอมมีความสำคัญต่อการบรรลุความละเอียดเชิงพื้นที่สูงเช่นนี้ อย่างไรก็ตาม เมื่อลำแสงอิเล็กตรอนผ่านเลนส์ไฟฟ้าสถิตหรือเลนส์แม่เหล็ก รังสีของอิเล็กตรอนจะแสดงตำแหน่งโฟกัสที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับมุมโฟกัสและลำแสงจะกระจายออกมาที่จุดโฟกัส การแก้ไข "ความคลาดเคลื่อนทรงกลม" นี้มีค่าใช้จ่ายสูงและซับซ้อน หมายความว่ามีนักวิทยาศาสตร์และบริษัทเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นที่มีกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีความละเอียดระดับอะตอม นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Tohoku ได้เสนอวิธีการใหม่ในการสร้าง เลนส์ อิเล็กตรอนที่ใช้สนามแสงแทนสนามไฟฟ้าสถิตและสนามแม่เหล็กที่ใช้ในเลนส์อิเล็กตรอนทั่วไป แรงกระตุ้นที่ทำให้อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในสนามแสงถูกผลักออกจากบริเวณที่มีความเข้มของแสงสูง เมื่อใช้ปรากฏการณ์นี้ ลำแสงรูปโดนัทที่วางเคียงคู่กับลำแสงอิเล็กตรอนคาดว่าจะสร้างเอฟเฟกต์เลนส์บนลำแสงอิเล็กตรอน งานวิจัยนี้ประเมินทางทฤษฎีเกี่ยวกับคุณลักษณะของเลนส์อิเล็กตรอนสนามแสงที่เกิดขึ้นโดยใช้ลำแสงรูปโดนัททั่วไป ซึ่งเรียกว่าลำแสง Bessel หรือ Laguerre-Gaussian จากนั้น พวกเขาได้สูตรอย่างง่ายสำหรับความยาวโฟกัสและค่าสัมประสิทธิ์ความคลาดเคลื่อนทรงกลม ซึ่งทำให้พวกเขากำหนดพารามิเตอร์นำทางที่จำเป็นสำหรับการออกแบบเลนส์อิเล็กตรอนจริงได้อย่างรวดเร็ว สูตรนี้แสดงให้เห็นว่าเลนส์อิเล็กตรอนสนามแสงสร้างความคลาดเคลื่อนทรงกลม "เชิงลบ" ซึ่งตรงข้ามกับความคลาดเคลื่อนของเลนส์อิเล็กตรอนไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็ก การรวมกันของเลนส์อิเล็กตรอนธรรมดาที่มีความคลาดเคลื่อนทรงกลม "บวก" และเลนส์อิเล็กตรอนสนามแสงที่ชดเชยความคลาดเคลื่อนนั้นลดขนาดลำแสงอิเล็กตรอนลงในระดับอะตอม ซึ่งหมายความว่าเลนส์อิเล็กตรอนสนามแสงสามารถใช้เป็นตัวแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมได้ Yuuki Uesugi ผู้ช่วยศาสตราจารย์จาก Institute of Multidisciplinary Research for Advanced Materials ที่ Tohoku University และผู้เขียนนำของการศึกษากล่าวว่า "เลนส์อิเล็กตรอนสนามแสงมีลักษณะพิเศษเฉพาะที่ไม่พบในเลนส์อิเล็กตรอนแบบไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กทั่วไป" "การใช้ตัวแก้ไขความคลาดเคลื่อนของแสงจะช่วยลดค่าใช้จ่ายในการติดตั้งกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนที่มีความละเอียดระดับอะตอมได้อย่างมาก ซึ่งนำไปสู่การใช้อย่างแพร่หลายในด้านวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรมที่หลากหลาย" Uesugi กล่าวเสริม มองไปข้างหน้า Uesugi และเพื่อนร่วมงานกำลังสำรวจวิธีการประยุกต์ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนรุ่นต่อไปโดยใช้เลนส์อิเล็กตรอนสนามแสง
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
