Все новости от 2 декабря 2004 г.

Микроскоп сфокусируется на нанотехнологии

Проект TEAM (Transmission Electron Aberration-corrected Microscope), на который выделено $100 млн, реализуется пятью национальными лабораториями. В проекте примет участие и компания FEI, производитель электронных микроскопов и другого оборудования для наблюдения и манипулирования отдельными атомами и молекулами, а также другие компании.

Предполагается, что первый микроскоп TEAM, который будет установлен в Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, заработает к 2007 или 2008 году. Проект начался в 2000 году, но его активность возрастает. Об участи FEI Министерство энергетики объявило на этой неделе.

Уровень оптического разрешения, которого предполагается достичь, очень высок. Ангстрем это одна десятая нанометра, который сам есть одна миллиардная доля метра. При таком разрешении отполированные образцы, состоящие из атомов углерода, выглядят как ряды шарикоподшипников, а разные слои атомов, составляющие кремниевые нанопроводники, напоминают многослойный геологический срез глубокого ущелья.

В начале этого года FEI объявила о том, что она получила изображения с разрешением чуть меньше ангстрема (то есть может различать частицы или детали такого размера). Оборудование компании применялось для получения первых изображений вируса SARS.

Одна из главных проблем проникновения на субангстремные уровни заключается в исключении влияния любых искажений в линзах микроскопа. Электронные микроскопы создают изображения, облучая образец электронами, а затем увеличивая рисунок, созданный электронами после столкновения с образцом, при помощи ряда магнитных или электрических линз. С технической точки зрения это не линзы в обычном понимании, а поля, фокусирующие или направляющие поток электронов.

Однако, как и в случае оптических линз, величина разрешения определяется их качеством, а все линзы неизбежно имеют какие-то дефекты. Для компенсации этих дефектов используются корректирующие линзы. «Составляя вместе множество элементов, можно подобрать такие коэффициенты искажений, что они будут компенсировать друг друга, — поясняет сотрудник Национальной лаборатории Аргонн Нестор Залуцес. Аргонн вместе с немецкой фирмой CEOS разрабатывает для TEAM так называемый ультракорректор, состоящий из 13 магнитных линз. Прототип такого ультракорректора Аргонн надеется построить в течение трех лет.

Некоторые компании и институты недавно объявили о том, что им удалось получить изображения с применением коррекции аберрации, но это только первые шаги. «Математически нам уже 20 лет известно, как это сделать, но соответствующей технологии пока не существует», — сказал Залуцес.

Микроскоп TEAM представляет собой разновидность электронного микроскопа. В таких системах электронный луч направляется на тонкий препарат, расположенный над детектором. Затем изображение строится по числу электронов, прошедших сквозь систему, по принципу видеопроектора. В начале этого года ученым удалось получить изображения, на которых четко видны частицы размером в ангстрем.

Напротив, сканирующий электронный микроскоп строит изображения, измеряя отклонение электронов. При наилучших условиях он позволяет получать изображения с нанометровым разрешением.

 Предыдущие публикации:

 В продолжение темы: