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有史以来最高分辨率的X射线显微镜
3910-12-24 14:10:42
益择网讯（慕雪/编译）近日，美国能源部（DOE）劳伦斯伯克利国家实验室的戴维•夏皮罗研究小组发明了使用低能量或“软”X射线成像的显微镜，这是迄今为止分辨率最高的显微镜，可以观察到只有5nm大小的结构。该X射线显微镜可能会开启纳米级成像新时代。
该显微镜是在现有的ptychography成像技术（一种基于高性能的扫描透射X射线显微镜的相干衍射成像技术）的基础上，使用波长范围在1到10毫微米的软X射线替代原有的硬射线，并结合了一种消除所有非相干背景信号影响的特殊算法。在ptychography技术中，拥有高分辨率、高灵敏度的多个相干衍射测量综合运用来获取二维或三维地图上微米大小的物体。由于软X射线的电子态敏感性，ptychography可用于成像化学相变和材料的机械转换过程。“我们开发的衍射成像方法能够实现不同于常规成像方法的超高空间分辨率，”夏皮罗说，“我们现在迈上了一个新台阶，X射线显微镜已不再被光学器件所局限。”研究人员通过磷酸铁锂的化学成分来测试显微镜，在整个ptychography扫描中，显微镜保持样品并且使用拥有X射线照射波长精度的精密干涉反馈系统来以相对对齐的方式使光学器件聚焦，试验过程中研究人员发现了结构缺陷和化学相传播之间的强相关性，并依此完成了显微镜设计的关键步骤。
现在，研究人员已经开始将此技术应用在催化膜、趋磁细菌和磁性研究、聚合物共混物和绿色水泥中。明年，他们会使用一个新的称为宇宙的光束线（相干散射和显微镜），这将进一步提高X射线源耦合的帧速率和空间分辨率。
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