Электронный микроскоп способен создавать 3D-структуры с нанометровой точностью

в 6:42, , рубрики: Блог компании iCover.ru, нанотехнологии, Научно-популярное, физика

Приветствуем наших читателей на страницах блога iCover! Как известно, часть открытий, способных изменить наш мир время от времени совершается случайно. И одно из таких открытий было сделано в ходе очередной серии рутинных лабораторных экспериментов с использованием трансмиссионного сканирующего электронного микроскопа. О том, какой именно эффект удалось обнаружить ученым из лаборатории Оук-Риджа (штат Теннесси, США) и какое практическое значение он может иметь мы расскажем в этой публикации.

Электронный микроскоп способен создавать 3D-структуры с нанометровой точностью - 1

Используемый в абсолютном большинстве случаев как средство визуализации, сканирующий трансмиссионный микроскоп может с нанометровой точностью формировать 3D-структуры в сложных оксидах – к такому выводу пришли исследователи Окриджской Национальной лаборатории энергетики (ORNL). Результаты эксперимента были опубликованы в журнале Small и на сайте лаборатории.

Изучая под трансмиссионным электронным микроскопом бракованную тонкую пленку титаната стронция, сформированную аморфным слоем на той же кристаллической основе, ученые стали свидетелями необычного явления. Под воздействием зондирующего луча электронного микроскопа внутренняя структура образца трансформировалась: изначально аморфное вещество приняло предпочтительную кристаллическую форму. В ходе эксперимента, управляя положением и скоростью развертки электронного луча ученые сумели наглядно продемонстрировать возможность высокоточного изготовления наноструктур произвольной формы.

Благодаря обеспечению атомарной точности манипуляций такой способ трансформации структуры может быть использован для изготовления функциональных наноустройств, включая микрочипы. И, что немаловажно, данная техника является эпитаксиальной (эпитаксия — это закономерное нарастание одного кристаллического материала на другом (от греч. επι — на и ταξισ — упорядоченность), т. е. такой, которая позволяет выращивать структуры «согласованные» с кристаллической основой материала, с сохранением его единичных механических и электрических свойств.

Таким образом, в отличие от техник, используемых в литографии, новый метод способен создавать объемные структуры не только на поверхности, но и в толще материала. ”Используя прецизионный контроль пучка электронов мы сумели создать что-то внутри самого твердого тела” – делится своими впечатлениями Стивен Джессе (Stephen Jesse), добавляя образное сравнение: ”Трансформации, которые нам удалось достичь внутри структуры можно сравнить с постройкой дома внутри горы путем прокладывания туннелей”.

image

Понять физику механизмов, происходящих в наблюдаемом процессе помогло моделирование, проведенное с помощью суперкомпьютера Titan на базе лаборатории ORNL. Оказалось, что электронный пучок – это своего рода «энергетическая инъекция», выполняющая роль эффективного катализатора реакции кристаллизации. Обнаруженный эффект, убеждены ученые, может быть использован для изготовления кристаллических структур, размером 1-2 нм. При этом колоссальным преимуществом становится возможность, создавая наномерные структуры, одновременно наблюдать процесс их формирования в глазок того же микроскопа.

Подробнее с результатами эксперимента и выводами ученых можно познакомиться на сайте лаборатории.

***
Уважаемые читатели, мы всегда с удовольствием встречаем и ждем вас на страницах блога iCover! Мы готовы и дальше радовать вас своими публикациями и постараемся сделать все возможное для того, чтобы время, проведенное с нами было потрачено с пользой. И, конечно, не забывайте подписываться на наши рубрики и мы обещаем — скучать не придется!

Другие наши статьи и события

Автор: iCover.ru

Источник

Поделиться новостью

* - обязательные к заполнению поля