Um microscópio eletrônico é capaz de criar estruturas 3D com precisão nanométrica
Bem-vindo aos nossos leitores nas páginas de blog do iCover ! Como você sabe, algumas das descobertas que podem mudar nosso mundo de tempos em tempos são feitas por acidente. E uma dessas descobertas foi feita durante a próxima série de experimentos laboratoriais de rotina, usando um microscópio eletrônico de varredura de transmissão. Sobre o que exatamente o efeito foi descoberto por cientistas do laboratório Oak Ridge (Tennessee, EUA) e qual o significado prático que podemos ter, contaremos nesta publicação.
Usado na grande maioria dos casos como ferramenta de visualização, um microscópio de transmissão de varredura pode formar estruturas 3D em óxidos complexos com precisão de nanômetros, concluíram pesquisadores do Laboratório Nacional de Energia de Oak Ridge (ORNL). Os resultados do experimento foram publicados na revista Small e no site do laboratório.Estudando sob um microscópio eletrônico de transmissão um filme fino defeituoso de titanato de estrôncio, formado por uma camada amorfa na mesma base cristalina, os cientistas testemunharam um fenômeno incomum. Sob a influência de um feixe de sonda de um microscópio eletrônico, a estrutura interna da amostra foi transformada: inicialmente, uma substância amorfa assumia a forma cristalina preferida. Durante o experimento, ao controlar a posição e a velocidade de varredura do feixe de elétrons, os cientistas conseguiram demonstrar claramente a possibilidade de fabricação de alta precisão de nanoestruturas de formas arbitrárias.Devido à precisão atômica das manipulações, esse método de transformação da estrutura pode ser usado para a fabricação de nanodispositivos funcionais, incluindo microchips. E, importante, essa técnica é epitaxial (epitaxia é um crescimento regular de um material cristalino sobre outro (do grego επι - on e ταξισ - ordenação), ou seja, que permite o crescimento de estruturas "consistentes" com a base cristalina do material, mantendo suas propriedades mecânicas e elétricas individuais.Assim, diferentemente das técnicas utilizadas na litografia, o novo método é capaz de criar estruturas em massa não apenas na superfície, mas também na espessura do material. “Usando o controle preciso do feixe de elétrons, conseguimos criar algo dentro do corpo muito sólido” - Stephen Jesse compartilha suas impressões, adicionando uma comparação figurativa: “As transformações que conseguimos realizar dentro da estrutura podem ser comparadas à construção de uma casa dentro da montanha, colocando túneis. "
O entendimento da física dos mecanismos que ocorrem no processo observado foi auxiliado por simulações realizadas com o supercomputador Titan no laboratório ORNL. Verificou-se que o feixe de elétrons é um tipo de “injeção de energia” que desempenha o papel de um catalisador eficaz para a reação de cristalização. Os cientistas descobriram que o efeito descoberto pode ser usado para criar estruturas cristalinas com um tamanho de 1-2 nm. Nesse caso, a oportunidade, criando estruturas em nanoescala, de observar simultaneamente o processo de sua formação no olho do mesmo microscópio se torna uma enorme vantagem.Você pode aprender mais sobre os resultados do experimento e as conclusões dos cientistas no site do laboratório .***Caros leitores, estamos sempre felizes em conhecê-lo e esperar por você nas páginas do blog iCover! Estamos prontos para continuar agradando você com nossas publicações e tentaremos fazer o possível para garantir que o tempo gasto conosco seja desperdiçado. E, claro, não se esqueça de assinar nossas rubricas e prometemos - você não ficará entediado!Nossos outros artigos e eventos Source: https://habr.com/ru/post/pt386627/
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