Разработан самый мощный в мире микроскоп

Сканирующие электронные микроскопы способны фокусировать луч электронов против света и получить картинку даже самых маленьких структур в трёх измерениях. Самые мощные образцы способны отличать объекты размером 0,05 нм, что полностью соответствует расстоянию между ядром атома водорода и его электроном, однако в среднем такие микроскопы имеют разрешение 10 нм. Данные пределы накладываются тем, что электромагниты, которые работают как линза, фокусируя поток электронов не совершенны.

Учёный – физик Дерек Истем полагает, что можно достигнуть результата вчетверо лучше – до 0,01 нм. Этот планируемый микроскоп так мал, что соответствует размеру кончика пальца и вчетверо мощнее тех микроскопов, которые существуют на сегодня. В его проекте применяется луч меньшей энергии, эмиттер электронов располагается на расстоянии нескольких миллиметров от объекта изучения.

Вместо выделения электронов с вольфрамовой нитью осуществляется бомбардировка с одного атома маленькой золотой пирамидки с высотой примерно 100 нм. Луч сосредотачивается, так как он проходит через отверстие размером всего 2 мкм, которое находится в кремниевом чипе, прежде чем достигнет своей цели.
Луч электронов в новом микроскопе обладает длиной 10 мкм. Длина луча в стандартном приборе составляет 600 мм. Луч, производимый аппаратом Истема, обладает энергией в сто раз меньшей, чем обычный SEM. Именно уменьшение расхода энергии как полагает сам Истем является основным направлением развития SEM.

Благодаря меньшей мощности луча можно изучать тонкие структуры, которые не доступны для электронных микроскопов, к примеру, необработанные белки ДНК. Многие учёные более консервативны в своих ожиданиях насчёт результатов работы нового микроскопа. Признавая верность сокращения длины луча, разрешение в 0,01 нм считается маловероятным.

Сегодня благодаря электронным линзам, которые могут корректировать аберрации, лучшие SEM достигают разрешения 0,04 нм. Вместе с тем, существует особый эффект колебания луча энергии, что также влияет на разрешающую способность, и полагается, что этот эффект может присутствовать в новой разработке.

При всей положительности уменьшения потребления энергии, многие специалисты полагают, что этот микроскоп обладает недостаточной глубиной проникновения для того, чтоб создавать трёхмерные картинки вследствие конструкции отверстия. Рабочий образец микроскопа Истема будет готов в течение нескольких месяцев.