オハイオ大学とイリノイ大学の科学者は、X 線技術の使用により、単一原子の驚くべき画像を取得することができました。 これは次のように報告されています プレスリリース オハイオ大学。
1800 年代後半に X 線が発見されて以来、X 線は多くの分野で重要なツールとなっています。 これは非常に高エネルギーで短波長の電磁放射線の一種であり、物質を透過する能力があるため、医学、材料科学、考古学、天体物理学におけるイメージングに非常に役立ちます。
しかし、従来の X 線検出方法は、検出可能な信号を生成するために、X 線とサンプル内の多くの原子との相互作用に依存しています。 これは、単一の原子によって生成される信号が非常に弱いため、バックグラウンド ノイズと区別することが困難であるためです。
従来、X線で照射できる最小量の基準は原子10万個だったが、それに比べれば今回の達成は画期的だ。 科学者や研究者が材料を発見する方法に革命を起こす可能性があります。 研究のために、科学者たちは鉄とテルビウムの原子を選択しました。
従来の X 線検出器は、個々の原子からの X 線励起電子を検出するために、主にナノスケールのイメージングと材料特性評価に使用されるシンクロトロン X 線走査トンネル顕微鏡 (SX-STEM) と組み合わせた鋭い金属チップで改良されました。
簡単に言えば、SX-STEM を使用すると、科学者は X 線を使用して材料内の元素を確認し、その化学組成を理解できるようになります。 これは、原子核内の電子を励起（またはエネルギーを与える）することによって起こります。 電子が X 線を吸収して励起されると、独特の指紋が形成されます。 この痕跡のおかげで、科学者は研究対象の物質に存在する元素の種類を特定します。
研究チームは、X線吸収スペクトルが鉄とテルビウム原子に対応する独特の特徴を明らかにしたことを発見した。 科学者らはさらに、X 線共鳴トンネル (X-ERT) 法を使用して原子の化学状態を特徴付け、主要な鉄原子を発見しました。
興味深いことに、研究者らは、特殊なチップが原子に近接して配置された場合にのみ X 線信号が検出できることに気づきました。 これにより、検出が高度に局所的であり、研究者にとって関心のある原子に焦点が当てられていることが確認され、原子の特性と挙動の詳細な特性評価と分析が可能になりました。
「この成果は、シンクロトロン X 線放射と量子トンネリング プロセスを組み合わせて、単一原子の X 線の特徴を明らかにし、シンクロトロン X 線を使用したたった つの原子の量子および磁気特性の研究を含む、多くの興味深い研究分野の扉を開きます。放射線」と科学者は報告している。
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