Des scientifiques de l'Université de l'Ohio et de l'Université de l'Illinois ont pu obtenir une image étonnante d'un seul atome grâce à l'utilisation de la technologie des rayons X. Ceci est rapporté dans communiqué de presse Université de l'Ohio.
Depuis la découverte des rayons X à la fin des années 1800, ils sont devenus un outil important dans de nombreux domaines. C'est un type de rayonnement électromagnétique à très haute énergie et à courte longueur d'onde, et sa capacité à pénétrer la matière rend le faisceau très utile pour l'imagerie en médecine, en science des matériaux, en archéologie et en astrophysique.
Cependant, les méthodes traditionnelles de détection des rayons X reposent sur l'interaction des rayons X avec de nombreux atomes dans l'échantillon pour générer un signal détectable. Cela est dû au fait que le signal produit par un seul atome est extrêmement faible, il est donc difficile de le distinguer du bruit de fond.
La norme précédente pour la plus petite quantité pouvant être éclairée par les rayons X était de 10 XNUMX atomes, et comparée à elle, cette réalisation est révolutionnaire. Cela pourrait potentiellement révolutionner la façon dont les scientifiques et les chercheurs découvrent les matériaux. Pour leur étude, les scientifiques ont choisi un atome de fer et de terbium.
Les détecteurs de rayons X conventionnels ont été modifiés avec une pointe métallique pointue couplée à la microscopie à effet tunnel à balayage de rayons X synchrotron (SX-STEM), qui est principalement utilisée pour l'imagerie à l'échelle nanométrique et la caractérisation des matériaux, pour détecter les électrons excités par les rayons X à partir d'atomes individuels.
En termes simples, SX-STEM permet aux scientifiques d'utiliser les rayons X pour voir les éléments d'un matériau et comprendre sa composition chimique. Cela se produit en excitant (ou en énergisant) les électrons dans le noyau de l'atome. Lorsque les électrons absorbent les rayons X et deviennent excités, ils créent une empreinte digitale unique. Grâce à cette empreinte, les scientifiques déterminent le type d'éléments présents dans le matériau étudié.
L'équipe a découvert que les spectres d'absorption des rayons X révélaient des signatures uniques correspondant aux atomes de fer et de terbium. Les scientifiques ont également utilisé la méthode de tunnellisation par résonance des rayons X (X-ERT) pour caractériser les états chimiques des atomes et ont découvert l'atome de fer dominant.
Fait intéressant, les chercheurs ont remarqué que le signal de rayons X ne pouvait être détecté que lorsque la pointe spécialisée était placée à proximité de l'atome. Cela a confirmé que la détection était hautement localisée et concentrée sur l'atome d'intérêt pour les chercheurs, permettant une caractérisation et une analyse détaillées des propriétés et du comportement de l'atome.
"Cette réalisation combine le rayonnement X synchrotron avec un processus de tunnel quantique pour révéler la signature des rayons X d'un seul atome et ouvre de nombreuses voies de recherche intéressantes, notamment l'étude des propriétés quantiques et magnétiques d'un seul atome à l'aide de rayons X synchrotron. rayonnement », rapportent les scientifiques.
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