Un team di ricercatori affiliati a diverse istituzioni in Giappone ha costruito un microscopio elettronico a trasmissione ad alta tensione abbastanza piccolo da risiedere in un laboratorio universitario. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica , il gruppo descrive la costruzione del microscopio unico nel suo genere e come funziona.

I microscopi elettronici a trasmissione ad alta tensione (TEM) utilizzano caratteristiche speciali degli elettroni, come le loro proprietà ondulatorie, per creare immagini di cose piccole come singoli atomi di idrogeno. Fino ad ora, tali TEM sono stati piuttosto grandi a causa della necessità di utilizzare acceleratori di elettroni. Questo ha limitato il loro uso generale. In questo nuovo sforzo, i ricercatori segnalano un modo per ridurre le dimensioni di un TEM senza sacrificarne l'utilità.

Il team ha raggiunto questa impresa utilizzando cavità a radiofrequenza (RF) per accelerare gli elettroni abbastanza da creare fasci. Questo ha permesso loro di superare la mancanza di coerenza che aveva posto fine ad altri sforzi volti a realizzare un piccolo TEM. I ricercatori hanno utilizzato una serie di cavità RF per controllare la coerenza del raggio, e il raggio è stato creato utilizzando un acceleratore TEM convenzionale.

Dopo aver attraversato due giuntatrici a cavità RF, il raggio è stato tagliato in impulsi sincronizzati. Il fascio pulsato risultante è stato quindi inviato a una cavità RF più potente che ha puntato il fascio verso il campione desiderato. Il raggio è poi passato attraverso un'altra cavità RF che ha decelerato gli elettroni alla velocità desiderata, focalizzandoli. Il team riferisce che il microscopio risultante era abbastanza piccolo da stare nel loro laboratorio, molto più piccolo dei TEM convenzionali, che può occupare un intero edificio. Riferiscono anche che il microscopio è in grado di accelerare gli elettroni a 550 kV, che è circa la metà di quella dei TEM delle dimensioni di un edificio.

I ricercatori hanno dimostrato le capacità del loro nuovo microscopio creando immagini di campioni di dimensioni nanometriche. Riferiscono che il loro lavoro sul microscopio non è completo:sperano di migliorare le sue capacità utilizzando cavità realizzate con materiali superconduttori, che ritengono possa accelerare i raggi a tensioni più elevate. Un tale miglioramento, notano, dovrebbe consentire loro di rendere il microscopio ancora più piccolo.

© 2019 Scienza X Rete