创新的原子分辨率电子显微镜镜头提供了新的途径
电子显微镜使研究人员能够可视化微小物体(如病毒、半导体器件的精细结构,甚至在材料表面的原子排列。聚焦的电子束一个原子的大小实现如此高的空间分辨率是至关重要的。然而,当电子束通过静电或磁透镜的光线电子展览不同焦点位置取决于聚焦角度和光束传播的重点。纠正这种“球面像差”是昂贵和复杂,这意味着只有少数科学家和公司拥有电子显微镜原子分辨率。
来自东北大学的研究人员提出了一种新的方法来形成一个电子透镜,利用光场,而不是使用的静电和磁场在传统电子透镜。旅行有质动力使电子在光场击退区域的光强度高。使用这种现象,一个圆环形光束同轴相连的电子束预计将产生一个透镜对电子束的影响。
理论上研究评估的特点,使用一个典型的光场电子透镜形成的环形光束——称为贝塞尔或拉盖尔-高斯光束。从那里,他们得到了一个简单的焦距公式和球面像差系数,使他们迅速确定所需的指导参数实际电子透镜的设计。
公式表明,光场的电子透镜生成一个“负面”球面像差反对静电和磁电子透镜的像差。传统的电子透镜的组合“积极”的球面像差,光场电子透镜,抵消畸变降低了电子束对原子尺度大小。这意味着光场可以用电子透镜球面像差校正器。
“光场电子透镜具有独特的特征在传统静电和磁电子眼镜,未见“说较上的多学科研究所助理教授东北大学先进材料和该研究的第一作者。“光学像差校正器的实现将大大减少安装成本对于原子分辨率的电子显微镜,导致他们不同的科学和工业领域的广泛使用,“添加上。
展望未来,上杉和他的同事们正在探索方法实际应用的新一代电子显微镜使用光场电子透镜。
参考:上Y, Kozawa Y, Sato美国电子透镜的性质所产生的有质动力的潜力与贝塞尔和拉盖尔-高斯光束。我选择。2022年。doi:10.1088 / 2040 - 8986 / ac6524
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