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美研制出新型X光納米顯微鏡
更新時間:2011-08-18 點擊次數:1621

據美(mei)國(guo)物(wu)理學(xue)家組織網(wang)近(jin)日報道,美(mei)國(guo)加利福尼亞(ya)大學(xue)圣地亞(ya)哥分(fen)校(xiao)物(wu)理學(xue)家開發出一種新型X光顯微鏡,不僅能透視材料內部(bu)結構,而且洞(dong)察之細微達到了納米水(shui)平(ping)。該顯微鏡有助于開發更小的數據存儲(chu)設備,探測(ce)物(wu)質化學(xue)成分(fen),拍攝生(sheng)物(wu)組織結構等。研究論文發表在《美(mei)國(guo)國(guo)家科學(xue)院院刊(kan)》上(shang)。

X光納米顯微鏡不是通過透鏡成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang),而是靠強大的(de)(de)算(suan)法(fa)程序(xu)計算(suan)成(cheng)像(xiang)(xiang)(xiang)。“這種數學(xue)運算(suan)方法(fa)相當復雜(za),其原理有點像(xiang)(xiang)(xiang)哈勃太空望遠鏡,就是讓zui初看(kan)到(dao)的(de)(de)模(mo)糊圖像(xiang)(xiang)(xiang)變得清晰鮮明。”領導該(gai)研究的(de)(de)加州大學(xue)圣地亞哥(ge)分校副教(jiao)授奧里格·夏佩(pei)克解釋說,X光探測到(dao)物質的(de)(de)納米結構(gou)后,會生成(cheng)衍(yan)射(she)圖案,計算(suan)機按照運算(suan)法(fa)則將(jiang)這種衍(yan)射(she)圖案轉化為可辨(bian)認的(de)(de)精細圖像(xiang)(xiang)(xiang)。

為了測(ce)試顯(xian)微鏡透視物體的能力(li)和(he)分辨(bian)率(lv),研(yan)究小(xiao)(xiao)組用釓(ga)和(he)鐵元(yuan)素制作了一種(zhong)層狀(zhuang)膜。目前(qian)信息技(ji)術行業多(duo)用這種(zhong)膜來開發高(gao)容高(gao)速、更微小(xiao)(xiao)的內存設備和(he)磁盤(pan)驅動器(qi)。

“這兩種(zhong)都是磁(ci)性材料,如(ru)果結(jie)合成(cheng)一體,就會自然地形(xing)成(cheng)納米磁(ci)疇。”夏佩克(ke)說,在顯(xian)微鏡下(xia)面,能看(kan)到它們形(xing)成(cheng)的(de)(de)磁(ci)條紋(wen)。層狀的(de)(de)釓鐵膜(mo)看(kan)起來就像(xiang)一塊(kuai)千層酥,層層褶(zhe)皺形(xing)成(cheng)了(le)一系列的(de)(de)磁(ci)疇,就好像(xiang)一圈(quan)圈(quan)指(zhi)紋(wen)的(de)(de)凸(tu)起。

“這還是(shi)*次能在納(na)米尺度觀察到磁疇(chou),而且不需要(yao)任(ren)何透鏡(jing)。”夏佩克解釋說,這對(dui)開發更(geng)(geng)(geng)小(xiao)的數據存儲設備非(fei)常關(guan)鍵,磁比(bi)特(te)可(ke)以(yi)做得(de)更(geng)(geng)(geng)小(xiao),也(ye)就是(shi)說讓磁紋變得(de)更(geng)(geng)(geng)細,從而開發出磁疇(chou)更(geng)(geng)(geng)小(xiao)的材料(liao),就能在更(geng)(geng)(geng)小(xiao)的空間(jian)里儲存更(geng)(geng)(geng)多數據。

“在目前的磁盤表面上,1個磁比(bi)特約15納米大小。我(wo)們的顯微鏡能直接拍(pai)攝到比(bi)特位(wei),這對拓(tuo)展(zhan)未來的數據存儲能力打(da)開(kai)了新(xin)空間。”論文合(he)著者、該校電學(xue)與(yu)計算機(ji)工程教授(shou)、磁記錄研(yan)究中心的埃里克·富勒頓(dun)說。

此外,該顯微鏡還能用(yong)于其他(ta)領(ling)域(yu)。通(tong)過調節X光的(de)能量,還能用(yong)它來觀察材料內(nei)部有哪些元素,這在(zai)化學上是非常(chang)重(zhong)要的(de)。在(zai)生物學領(ling)域(yu),用(yong)X光給病(bing)毒、細胞及各種不同的(de)組織(zhi)拍(pai)照,要比(bi)用(yong)可見光拍(pai)出來的(de)效果好得多。

夏(xia)佩克(ke)說,在(zai)(zai)計(ji)算機工程領域(yu)(yu),我們希(xi)望(wang)能以可控(kong)的方式(shi)造出新型磁性(xing)材料(liao)(liao)和(he)數據存儲設(she)備;在(zai)(zai)生物(wu)和(he)化學(xue)領域(yu)(yu),能在(zai)(zai)納米水(shui)平(ping)操控(kong)物(wu)質(zhi)。要達到這些目標要求,必須從納米水(shui)平(ping)理(li)解材料(liao)(liao)的性(xing)質(zhi),而X光(guang)顯微技術讓人們真正在(zai)(zai)納米水(shui)平(ping)看(kan)到了物(wu)質(zhi)內(nei)部。

 

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