Trójwymiarowy obraz atomów

Wyznaczenie dokładnych współrzędnych pozycji atomów w przestrzeni nie jest wcale takie proste. Uczonym z kalifornijskiego uniwersytetu UCLA udało się to właśnie z niespotykaną dotychczas dokładnością, do dziewiętnastu bilionowych części metra - to mniej niż wynosi rozmiar atomu wodoru.

Od ponad stu lat uczeni określają struktury sieci atomowych w materiałach za pomocą metody krystalografii rentgenowskiej. Jednak pozwala ona jedynie na określenie jedynie średnich pozycji bilionów atomów w strukturze. Pomijając fakt, że taka statystyka niewiele mówi o konkretnym atomie, krystalografia nie jest też techniką która pozwalałaby z odpowiednią dla współczesnych czasów dokładnością wykryć braki defekty w sieci atomowej.

Według opisu techniki powstałej w UCLA w „Nature Materials” tamtejsi naukowcy użyli techniki znanej jako transmisyjny mikroskop elektronowy, w której rejestrowane są elektrony przechodzące przez próbkę. Jednak metoda ta w wydaniu klasyczny wytwarza obrazy płaskie. Aby otrzymać obraz 3-D – eksperymentatorzy zmieniają ustawienie próbki o pewien kąt, zaś odpowiednie algorytmy komputerowe przeliczają dane, tworząc obraz atomu w trójwymiarowej przestrzeni. W swoich eksperymentach uczeni wykorzystali próbkę wolframową, którą obracali 62 razy, uzyskując model 3-D 3769 atomów na czubku próbki.