قوي‌ترين ميكروسكوپ جهان ساخته شد

کد خبر: ۱۴۳۱۳

تاریخ: ۰۳ مرداد ۱۳۸۷ - ۱۴:۰۶

يک تيم پژوهشي از مؤسسه «پاول شرر» (پ.اس.اي.) و دانشگاه فني «لوزان» (اي.پ.اف.ال.) در سوئيس، موفق به طراحي و ساخت يک ميکروسکوپ جديد براي کشف اسرار و رموز نهفته در جهان نانوذرات شدند.

به گزارش سرويس بين‌الملل «تابناك»، اين ميکروسکوپ مي‌تواند قدرت بالاي نفوذ پرتو ايکس (پرتو رونتگن) را با قدرت بالاي حساسيت و تجزيه تصوير ترکيب کرده و براي نخستين بار تابش نور بر اجزاي ساختار دروني سلول‌ها و يا عناصر نيمه‌ هادي را ممکن نمايد.
به تازگي، نخستين تصاوير اين ميکروسکوپ جديد، در نشريه تخصصي ساينس منتشر شد.

پرفسور «فرانس فايفر»، استاد دانشگاه فني لوزان و مدير اين تيم پژوهشي مي‌گويد: محققان از سال‌ها پيش روي طرح‌هايي براي ساخت يک ميکروسکوپ با درجه حساسيت و تجزيه عالي تصوير به وسيله الکترون‌ها و پرتوهاي رونتگن کار کرده‌اند.
فايفر افزود: صرفا ساخت يک دستگاه ويژه به ارزش چندين ميليون فرانک در مرکز سينکروترون (شتاب‌دهنده) سوئيس که وابسته به مؤسسه پاول شرر است، تحقق عملي روش‌هاي جديد ما را ممکن کرد.

استاد دانشگاه لوزان گفت: به علاوه، اين دستگاه جديد از دتکتور مگاپيکسلي پيلاتوس استفاده مي‌کند که نوع بزرگتري از آن نيز در مؤسسه پاول شرر طراحي شده و به زودي فعاليت خود را در «کوبنده بزرگ ذرات ‌هادرون» به نام «ال.اچ.سي.» در سازمان اروپايي پژوهش‌هاي هسته‌اي «س.اي.آر.ان.» آغاز خواهد کرد.
دتکتور پيلاتوس از آن جهت که مي‌تواند ميليون‌ها فوتون پرتو رونتگن (پرتو ايکس) را دقيق بشمارد، براي جهان تخصصي سينکروترون از جذابيت خاصي برخوردار است.

هنگامي که در کانون تابش اشعه، نمونه با روش «راستر اسکن»، تجزيه و تحليل مي‌شود، دتکتور پيلانوس شمارش و ثبت «تصاوير پراش نور» نمونه را به صورت جزء به جزء و تفکيک ميسر مي‌کند.

اين در حالي است که ميکروسکوپ‌هاي انتقال الکتروني به نام «تي.اي.ام.» بر خلاف اين ميکروسکوپ جديد قادر نيست اجزاي گذر کرده از نمونه مورد آزمايش را به صورت جزء به جزء و جداگانه اندازه‌گيري کند.
داده‌هاي پراش نور سپس با يک برنامه آلگوريتم تجزيه و تحليل مي‌شوند که توسط تيم پژوهشي طراحي شده است.

«پير تيبالت»، پژوهشگر مؤسسه پاول شرر مي‌گويد: ما يک برنامه آلگوريتم براي چينش دوباره تصوير اصلي طراحي کرده‌ايم که مي‌تواند صدها هزار تصوير پراش نور را تجزيه کرده و آنها را به يک تصوير ميکروسکوپي انتقال رونتگن با درجه بسيار بالاي تجزيه و حساسيت تبديل نمايد.
تيبالت افزود: اين برنامه آلگوريتم که گرفتن تصاوير با بالاترين درجه دقت را مسير مي‌کند، نه تنها داده‌هاي مربوط به نمونه را در نظر مي‌گيرد، بلکه حتي شکل دقيق پرتو نوري را مورد توجه قرار مي‌دهد که روي نمونه مي‌تابد.

در حالي که ميکروسکوپ‌هاي متعارف راستر الکتروني، تصاويري با حساسيت و درجه تجزيه بسيار بالا از ساختار سطح يک شيء ارايه مي‌کنند، ميکروسکوپ جديد ساخت پژوهشگران سوئيسي که داراي حساسيت و درجه تجزيه بسيار بالاست، مي‌تواند جزييات ساختار نيمه ‌هادي‌ها و يا نمونه‌هاي بيولوژيکي را عميقا ارايه کند.

با استفاده از اين ميکروسکوپ، مي‌توان نواقص و آسيب‌هاي بسيار ريز و کوچک و در حد نانو در نيمه ‌هادي‌ها را کشف کرد؛ هر چند اين نواقص عميقا در ساختار قطعه مورد نظر نهفته باشند.
تجزيه و ارزيابي چنين نواقصي که در آن حتي نمونه (نيمه ‌هادي) نيز آسيب نمي‌بيند و همچنان فعال مي‌ماند، نقش مهمي در بهبود کيفيت نيمه هادي‌ها خواهد داشت که کمتر از ‌صد نانومتر بزرگ هستند.
ميکروسکوپ جديد عبور پرتوهاي رونتگن (ايکس) براي تصويربرداري از ساختارهاي اجزا در درون سلول را ممکن مي‌کند.

به علاوه، اين روش ميکروسکوپي جديد را مي‌توان حتي روي پرتو‌هاي نوري و الکتروني نيز منتقل کرد و بدين ترتيب، در طراحي ميکروسکوپ‌هاي نوري و الکتروني جديد مورد استفاده قرار داد.
ميکروسکوپ نوري از پرتو نور استفاده مي‌کند، اما مشاهده نمونه با آن بسيار محدود است. در ميکروسکوپ انتقال الکتروني که با پرتو الکترون عمل مي‌کند، محدوديت مشاهده نمونه وجود ندارد.

شفافيت تصوير در ميکروسکوپ انتقال الکتروني، هزار برابر بيشتر از ميکروسکوپ نوري است. با ميکروسکوپ انتقال الکتروني، مي‌توان حتي جسمي به اندازه چند واحد انگستروم (يک انگستروم برابر يک ميليارديوم يک متر) را ديد.

مترجم: مرتضي جواديان
منبع: سايت آلماني گزارش نوآوري