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新方法国产成版人性视频免费版大大提高了X射线纳米分析分辨率

物理学 2021-09-23 08:19:51

由Andre Salles,Argonne National实验室这款带有16纳米宽的特征的板的图像被捕获的分辨率小于10纳米,允许科学家看到它的微小缺陷形状学分:Vincent de Andrade这是一个很长一段时间的真理:如果你想研究单个原子的运动和行为,电子显微镜可以给你X射线的东西

X射线良好渗透到样品中 - 它们允许您查看H.在电池内部充电和放电,例如 - 但历史上,它们未能在空间上具有相同的精密电子可以

但是科学家们正在努力改善X射线技术的图像分辨率

一种这样的方法是X射线断层扫描,其能够使材料内部的非侵入性成像进行

,例如,如果要映射微电路的复杂性,或追踪神经元大脑而不摧毁你正在看的材料,你需要X射线断层扫描,且分辨率越好,你可以通过X射线束追踪的现象越小

到那样,一组由U引导的科学家

S

能源(DOE)argonne国家实验室创造了一种新方法,用于改善硬X射线纳米图的分辨率

(纳米图像是纳米等数的X射线成像

为了比较,平均人的头发是100,000纳米宽

)该团队使用高级光子源(APS)的强大X射线束构成高分辨率X射线显微镜,并将新的计算机算法创建给补偿以微小的尺度遇到的问题

使用这种方法,该团队实现了低于10纳米的分辨率

“我们希望在10纳米或更好,“Argonne X射线科学司(XSD)的光学组的物理学家Michael Wojcik说:”我们为纳米分析开发了这一点,因为我们可以更快地获得10纳米范围内的3D信息而不是其他方法,但是光学和算法适用于其他X射线技术以及在包括APS的横梁32-ID处使用内部传输X射线显微镜(TXM)的其他X射线技术Wojcik在纳米级材料中心(CNM)中的镜头 - 该团队能够使用X射线的独特特征,并在大约一个小时内实现高分辨率3D图像

但即使这些图像也没有非常处于期望的分辨率,因此该团队设计了一种新的计算机驱动技术,进一步改进它们

主要问题,该团队试图纠正的是样品漂移和变形

在这些小刻度上,如果样品在光束内移动,甚至通过近几纳米移动,或者X射线束也导致最轻微的变化样品本身,结果将是样品的3D图像上的运动伪影

这可以使随后的分析更加困难

样品漂移可能是由各种各样的东西引起的小规模,包括温度的变化

要执行断层扫描,样品也必须非常旋转在光束内,这可能导致看起来像数据中的样本漂移的运动错误

argonne团队的新算法用于删除这些问题,导致更清晰和更清晰的3D图像

“我们开发了一种弥补漂移和变形的算法,”Viktor Nikitin,Argonne的XSD中的研究助理

“”在应用标准3D重建方法时,我们在16纳米范围内实现了分辨率,但是随着算法,我们将其降至10纳米

“”研究小组以几种方式测试了其设备和技术

首先,他们捕获了2D和3D图像,带有16纳米的小板 - 西北大学肯尼尔省制造的广泛功能,现在在Doe的Slac National Accelerat或实验室

它们能够在板结构中的微小缺陷

然后将其在实际的电化学能量存储装置上测试,使用X射线对等体进行对等并捕获高分辨率图像

Vincent de Andrade,在这项研究中Argonne的一个波束线科学家,是纸质的主要作者

“即使这些结果很出色,”他说,“那里这种新技术仍然是很多空间,以便更好地

“”这种仪器和技术的能力将在光学和探测器上进行持续的研发工作,并将受益于正在进行的升级APS

完成后,升级的设施将产生高能量的X射线束,高达500梁比目前可能的时间更亮,X射线光学器件的进一步前进将使具有更高分辨率更高的较窄的光束

“”升级后,我们将推动八个纳米,下面,“Nikitin

说:

“我们希望这将是一个强大的研究工具,较小,更小的秤

”“团队的研究”在先进的材料中公布了

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