Метод электронной микроскопии достиг субангстремного разрешения с меньшими затратами и энергией

Исследователи из Университета Виктории (UVic) совершили прорыв в электронной микроскопии, который позволит визуализировать атомные структуры с беспрецедентной чёткостью на более дешёвых и менее энергоёмких микроскопах.

Команда под руководством Артура Блэкберна, содиректора Центра передовой микроскопии UVic, разработала новую методику визуализации. Она позволила достичь субангстремного разрешения с помощью компактного низкоэнергетического растрового электронного микроскопа (SEM). Ранее такое было возможно только на больших и дорогих просвечивающих электронных микроскопах (TEM).

Исследование, опубликованное в Nature Communications, открывает путь к более доступной микроскопии для лабораторий по всему миру. Новая методика позволяет получать высокоразрешающие изображения атомного масштаба без ранее непомерных затрат, требований к пространству и персоналу.

Прорыв стал возможен благодаря применению техники птихографии. Она использует перекрывающиеся паттерны рассеянных электронов для построения детальной картины образца.

С помощью этой методики команда достигла разрешения всего в 0.67 Å — меньше размера атома и в 1/10 000 ширины человеческого волоса — используя низкоэнергетический пучок на SEM. Ранее для достижения субангстремного разрешения требовался высокоэнергетический пучок и TEM.

«Эта работа показывает, что высокоразрешающая визуализация не обязательно должна полагаться на дорогое, сложное оборудование. Мы продемонстрировали, что относительно простой SEM в паре с передовыми вычислительными методами может достичь разрешения, которое соперничает с традиционными методами или даже превосходит их», — сказал Блэкберн, занимающий кафедру Hitachi High-Tech Canada Research Chair в области передовой электронной микроскопии.

«Это может быть преобразующим для таких областей, как материаловедение, нанотехнологии и структурная биология».

«Новшество в первую очередь принесёт пользу исследованиям и производству 2D-материалов, перспективных для разработки электроники следующего поколения. В долгосрочной перспективе это также может помочь в определении структуры небольших белков, что приведёт к прогрессу в исследованиях здоровья и болезней».