Вихревой электронный микроскоп

20.11.2012

Электронные микроскопы являются крайне важным научным инструментом, особенно в области материаловедения. Ученые из Венского технического университета усовершенствовали данный прибор и создали электронный луч, который вращается, как торнадо. Вихревые пучки электронов можно использовать не только для отображения исследуемых объектов, но и для изучения свойств материалов в нанометровом масштабе.

В торнадо отдельные молекулы воздуха не обязательно вращаются вокруг своей оси, но общее всасывание всей массы воздуха создает мощный вихрь. Вращающиеся электронные пучки ведут себя похожим образом, хотя и подчиняются прежде всего квантовым эффектам. Электроны ведут себя как волны, и эти квантовые волны могут вращаться как торнадо или вода позади гребного винта корабля. Одно из преимуществ вихревого электронного микроскопа в том, что вихрь электронов может передавать угловой момент вращения на объект исследования. Как известно угловой момент электронов в твердых материалах тесно связан с его магнитными свойствами, которые очень важны для науки.

Первые успехи в создании вихревого электронного микроскопа были достигнуты два года назад, когда электронный пучок был пропущен через крохотную сетку, разделившую пучок на три парциальных луча (один вращался вправо, другой влево, а третий не вращался).Теперь разработан более совершенный вариант данной технологии, не требующий разделения пучка на три части. Для этого был создан экран, половина которого покрыта слоем нитрида кремния. Этот слой настолько тонок, что электроны могут проникнуть в него практически без поглощения, однако экран приводит к сдвигу фаз и при помощи специальных астигматических линз эффективно завихряет электронный пучок.

Новый микроскоп производит электронный вихрь на порядок более мощный, чем аналогичный луч, созданный любой из других существующих установок. Ученые с нетерпением ждут возможности использовать вихревой электронный микроскоп для изучения магнитных свойств новейших наноматериалов. Также новый инструмент можно применять и в экзотических исследованиях, например, поворачивать с его помощью отдельные молекулы, что может пригодиться в разработке материалов с особенными свойствами.

<< Назад: Озон снижает урожайность 20.11.2012

>> Вперед: SMS теряют популярность 19.11.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Чип DDR4 на базе технологии 10-нм класса третьего поколения 29.03.2019 Компания Samsung заявила, что она первой в отрасли смогла разработать чипы памяти Double Data Rate 4 (DDR4) емкостью 8 Гбит на базе производственной технологии 10-нанометрового класса третьего поколения. При этом отмечается, что прошло всего лишь 16 месяцев с момента начала массового производства таких же чипов, но на основании производственной технологии 10-нанометрового класса второго поколения. За это время разработка 8-гигабитного чипа DDR4 на базе технологии 10-нм класса без использования фотолитография в глубоком ультрафиолете (EUV) расширила границы масштабирования DRAM. Благодаря внедрению новой технологии эффективность производства удалось увеличить на 20% по сравнению с технологией предыдущего поколения. После проведения проверки новых модулей памяти объемом 8 ГБ совместно с производителями процессоров, компания Samsung приступит к активному сотрудничеству с глобальными потребителями для предоставления широкого перечня доступных решений. Массовое производство чипов памяти DDR4 емкостью 8 Гбит на базе производственной технологии 10-нанометрового класса третьего поколения начнется во второй половине этого года, а высокопроизводительные компьютеры и серверы с такими чипами появятся на рынке уже в 2020 году.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025