Исследователи впервые показали, что для достижения рекордного микроскопического разрешения больше не требуются дорогостоящие микроскопы с коррекцией аберраций.
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне продемонстрировали рекордное разрешение с помощью электронной птихографии на «обычных» трансмиссионных электронных микроскопах. Они смогли достичь глубокого субангстремного пространственного разрешения вплоть до 0,44 ангстрема (один ангстрем — одна десятимиллиардная часть метра), что превосходит разрешение инструментов с аберрационной коррекцией и конкурирует с самыми высокими разрешениями птихографии.
Самое интересное в нашем исследовании то, что мы показываем, что для микроскопии не нужно самое современное оборудование. Мы можем взять «обычный» микроскоп и сделать то же самое, используя птихографию, и это будет так же хорошо! Это удивительно, потому что разница в стоимости между двумя установками может составлять несколько миллионов долларов».
— Пиншан Хуанг, профессор факультета материаловедения и инженерии Иллинойского университета Урбана-Шампейн
До появления птихографии электронные микроскопы с самым высоким разрешением использовали технологию коррекции аберраций, которая позволяла ученым видеть отдельные атомы. В электронных микроскопах для исследования образца используется не пучок света, а пучок электронов, сфокусированных электромагнитами. Однако одной из проблем использования пучков электронов является их фокусировка.
Невозможно сделать идеальную линзу для электронов. Чтобы компенсировать это, люди делают «плохие» линзы, а затем ставят после них корректоры аберраций, которые представляют собой серию «плохих» линз, которые «плохи» в противоположных направлениях. Суммированные вместе, они дают «хорошие» линзы, и это было золотым стандартом для получения изображений в атомном масштабе в течение как минимум 20 лет».
— Пиншан Хуанг
Вместо того чтобы использовать стопку оптических линз для устранения аберраций, птихография устраняет их вычислительным путем. С помощью нового поколения детекторов, называемых гибридными пиксельными детекторами и компьютерных алгоритмов этот метод может в несколько раз увеличить разрешение микроскопа.
Несмотря на то, что этот подход является революционным, Хуанг отмечает, что птихография все еще остается сложной техникой, требующей больших вычислительных мощностей. На то, чтобы добиться наилучшего разрешения при одной реконструкции, могут уйти часы. Но, как и в случае со многими другими технологиями, вычисления развиваются довольно быстро и становятся все дешевле, быстрее и проще в использовании.
Нет комментариев