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        電子顯微鏡用新算法可以看到新的“隱藏世界”!

        電子顯微鏡用新算法可以看到新的“隱藏世界”!

        • 分類:公司新聞
        • 作者:
        • 來源:
        • 發布時間:2021-03-17 10:26
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        電子顯微鏡用新算法可以看到新的“隱藏世界”!

        【概要描述】康乃爾大學工程師團隊開發了一種新技術,強大到將當今先進電子顯微鏡的分辨率再提高2倍,可在三個維度下直接觀察單個原子并得到清晰圖像,模糊的原因僅來自原子自身運動。該技術對于成像半導體、催化劑等材料連接邊界處的原子將特別有用?! ∮秒娮语@微技術重建了原鈧酸鐠(PrScO3)晶體,放大了1億倍?! ‖F在已經有越來越多的智能手機或望遠鏡都配備有高分辨率相機,可以放大到甚至讓你看見月球的表面,然而這些都無法與康乃爾大學工程學教授DavidMuller團隊所研發的電子顯微鏡像素陣列探測器(EMPAD)相提并論?! ?018年的時候,團隊制造了這款高性能顯微鏡EMPAD并結合ptychography算法,直接讓電子顯微鏡的分辨率提高3倍拿下金氏世界紀錄,可測量至0.039納米。當時的研究人員之一SolGruner開玩笑說,他總以為要在5分鐘內吃掉40個漢堡、或是靠一只腳連續站立幾天才能進入金氏世界紀錄,沒想到是借著看到幾個原子拿到了入場門票。??  物理學教授左索爾·格倫納(SolGruner)和應用工程物理教授和工程物理教授大衛·穆勒(DavidMuller)  現在,該團隊結合一種更復雜的3D重建算法并掃描PrScO3(praseodymiumorthoscandate)晶體,將電子顯微鏡分辨率的世界紀錄再提高2倍,精度高到可以看見單個原子和分子中的化學鍵,造成模糊的原因只剩下原子晶格自身熱振動?! ∵^去任何嘗試對單個原子進行成像的實驗多半拿出的是模糊圖像,就像戴著一副不合度數的眼鏡看世界,但現在團隊技術已然準確到可在三個維度上定位單個原子,還能檢測樣品中的雜質,以及對它們及其振動進行成像。對于行業來說,這在評估用于量子計算機的半導體,催化劑和敏感的量子材料的質量時特別有用?! 〈送?,當年團隊只能成像僅幾個原子厚的極薄材料樣品,但新技術可成像更厚材料樣品(雖然再厚下去的話還是會失敗,因電子以無解的方式散射),除了對半導體、催化劑等材料連接邊界處的原子成像有所幫助外,也能改善當今醫學成像,拍出更清晰的較厚生物組織、大腦突觸連接等?! ‰m然要得到這種高精度圖像的過程依然相當耗時,但可以使用功能更強大的電腦并結合新的計算方法來提高效率。

        • 分類:公司新聞
        • 作者:
        • 來源:
        • 發布時間:2021-03-17 10:26
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          康乃爾大學工程師團隊開發了一種新技術,強大到將當今先進電子顯微鏡的分辨率再提高2 倍,可在三個維度下直接觀察單個原子并得到清晰圖像,模糊的原因僅來自原子自身運動。 該技術對于成像半導體、催化劑等材料連接邊界處的原子將特別有用。

          用電子顯微技術重建了原鈧酸鐠(PrScO3)晶體,放大了1億倍。

          現在已經有越來越多的智能手機或望遠鏡都配備有高分辨率相機,可以放大到甚至讓你看見月球的表面,然而這些都無法與康乃爾大學工程學教授David Muller團隊所研發的電子顯微鏡像素陣列探測器(EMPAD)相提并論。

          2018年的時候,團隊制造了這款高性能顯微鏡EMPAD并結合ptychography算法,直接讓電子顯微鏡的分辨率提高3倍拿下金氏世界紀錄,可測量至0.039納米。 當時的研究人員之一Sol Gruner開玩笑說,他總以為要在5分鐘內吃掉40個漢堡、或是靠一只腳連續站立幾天才能進入金氏世界紀錄,沒想到是借著看到幾個原子拿到了入場門票。

         

         

          物理學教授左索爾·格倫納(Sol Gruner)和應用工程物理教授和工程物理教授大衛·穆勒(David Muller)

          現在,該團隊結合一種更復雜的3D重建算法并掃描PrScO3(praseodymium orthoscandate)晶體,將電子顯微鏡分辨率的世界紀錄再提高2倍,精度高到可以看見單個原子和分子中的化學鍵,造成模糊的原因只剩下原子晶格自身熱振動。

          過去任何嘗試對單個原子進行成像的實驗多半拿出的是模糊圖像,就像戴著一副不合度數的眼鏡看世界,但現在團隊技術已然準確到可在三個維度上定位單個原子,還能檢測樣品中的雜質,以及對它們及其振動進行成像。 對于行業來說,這在評估用于量子計算機的半導體,催化劑和敏感的量子材料的質量時特別有用。

          此外,當年團隊只能成像僅幾個原子厚的極薄材料樣品,但新技術可成像更厚材料樣品(雖然再厚下去的話還是會失敗,因電子以無解的方式散射),除了對半導體、催化劑等材料連接邊界處的原子成像有所幫助外,也能改善當今醫學成像,拍出更清晰的較厚生物組織、大腦突觸連接等。

          雖然要得到這種高精度圖像的過程依然相當耗時,但可以使用功能更強大的電腦并結合新的計算方法來提高效率。

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