Alkotó négy elektron tomográfia • A bírálóbizottság • Erin tudomány hírek „elemek» • Fizika,
Ábra. 1. A elve elektron tomográfia. Rajz könyvéből J. Frank «Electron tomográfia: módszerei háromdimenziós megjelenítő Szerkezetek a Cell»
Elektronikus képalkotó lehetővé teszi láthatóvá a háromdimenziós szerkezet a különböző mikro- és nano-objektumok, például az egység cella a kristályos anyag, a biológiai sejt vagy vírus. A tudósok a California Institute of Technology létrehoztunk egy elektronikus-4D képalkotás, ügyvezető beilleszkedni a hagyományos elektron tomográfia negyedik dimenzió - az időben. Ezt fel lehet használni, hogy nyomon tér- és időbeli jellemzői a tárgy vizsgált szerkezetek nanométer femtoszekundumos felbontással.
Elektronikus képalkotó származott a késő 60-es években a múlt században, és hosszú ideig, mert a lassúsága számítógépek kiszámítja intenzitás értékeket, nagyon időigényes folyamat. Az Advent a nagy teljesítményű és nagy sebességű számítógépek lehetővé vált, szinte azonnal rekonstruálható a diffrakciós adatok egy háromdimenziós kép a vizsgálati mintát (ábra. 2).
Másodszor, amikor a dinamika a belső szerkezete a tárgy az atomi vagy molekuláris szinten, az időintervallum At, hogy nagyon kicsi. A nano- és pikoszekundumban szintjén vagy még kevesebb.
Ábra. 2. Az evolúció a háromdimenziós képalkotás. Rajz könyvéből J. Frank «Electron tomográfia: módszerei háromdimenziós megjelenítő Szerkezetek a Cell»
Ezt követően, egy szabályozott késleltetés - a néhány femtoseconds (femto = 10 -15) a néhány ns képest a lézer impulzus - elindítja az elektronok áramlását. Elszórtan a minta, elektronok létrehozza a kétdimenziós diffrakciós kép a képernyőn. Ezután, egy bizonyos idő telik el, amely eltérhet femtoseconds hogy ns (attól függően, hogy milyen gyorsan változó objektum szerkezet) jelentkezik a hordozó forgatására szöge 1 °. A besugárzás után az elektronok kap egy új kétdimenziós képet a tárgy. Az egész eljárást megismételjük egy adott szögtartományban a -58 ° és + 58 ° (0 ° megfelel a merőleges elektronsugár esik a hordozóra). A feldolgozás a kapott háromdimenziós számított vetített kép a vizsgálat alatt álló minta.
Ábra. 3. eredményeit mutatja tomográfia - szén karkötő képek különböző időpontokban, miután az utolsó lézer lövés a nanocső. Az elektron energia tomográfia volt 200 keV (hullámhossz 2,5 pikométerre).
Ábra. 4. Egyedi keretek elektronikus 4D-tomogram szén nanocsövek különböző látószögek és különböző időintervallumokban (5, 15, 30 és 75 ns). Idő mérjük az időt a hő- és a nanocső. A nyilak mutatják a mozgásának iránya egyes szakaszainak a tárgy vizsgálták. A fekete szín bizonyos területeken nanocső azt jelenti, hogy vissza az eredeti helyzetbe, hogy a termikus sokk (t = 0). A betétek minden egyes keretben megfelelnek a „kezeletlen” kép nanocső nulla hajlásszöge a hordozó (elektronnyaláb merőlegesen beeső rajta). A kép a cikk tárgyalja a tudomány
Meg kell jegyezni, hogy a folyamat az e-4D-képalkotás nem vezet váratlan és jelentős változások a szerkezetben a nanocső. Az átlagos dózis eléréséhez szükséges 2D-képet a minta nem haladhatja meg a 15 elektronok négyzetméterenként nanométer, a pulzusok közötti nagyságrendű ns. Amikor femtoszekundumos intervallum, ez az érték csökkent több nagyságrenddel. A teljes dózis kaptak per nanocső Mind a négy képalkotás, két nagyságrenddel kisebb, mint az az érték, amelynél kezdődik visszafordíthatatlan deformáció.