Спостереження окремого атома

«Дослідження Крю відкрили вікно в нову Ліліпутію – світ фундаментальних будівельних цеглинок природи, – пише журналіст Джон Мар-Кофф. – Вони озброїли нас новим потужним методом, що дозволяє осягнути архітектуру всього сущого, від живої матерії до металевих сплавів ».

Світ ніколи не «бачив» окремих атомів, поки професор Чиказького університету Альберт Крю не застосовуючи свою першу успішну модель скануючого просвічує електронного мікроскопа (STEM). Хоча ідея про елементарної частинки речовини була висловлена ​​ще в V ст. до н. е. грецьким філософом Демокрітом, атоми занадто малі, щоб їх можна було побачити в оптичні мікроскопи. У 1970 р Крю опублікував в журналі Science свою статтю «Розрізнення окремих атомів», де представив фотографічні зображення атомів урану і торію.

«Після конференції в Англії він забув купити книгу для читання під час польоту додому, а тому в літаку витягнув аркуш паперу і – накидав два шляхи удосконалення тодішніх мікроскопів», – пише Маркофф. Пізніше Крю спроектував покращений джерело електронів (автоемісійним гармату) для сканування зразків.

В електронних мікроскопах зразки опромінюються пучком електронів. У трансмісійний електронний мікроскоп, який винайшли на початку 1930-х рр. Макс Кнолл і Ернст Руска, електронний пучок проходить через тонкий зразок, а потім отримане зображення збільшується за допомогою магнітних лінз, створених котушкою зі струмом. У сканирующем електронному мікроскопі застосовують електричні і магнітні лінзи, що поміщаються перед зразком, що дозволяє сфокусувати електрони в невелике пляма, яка потім сканує поверхню. STEM є гібридом обох цих підходів.

У 1955 р Ервін Мюллер вперше побачив атоми, використовуючи винайдений ним польовий іонний мікроскоп (інша назва – автоіонний мікроскоп). У цьому приладі використовується сильне електричне поле, прикладене до металевої голці, вміщеній в газ. Атоми газу, що опиняються поблизу вістря голки, іонізуються і реєструються. Фізик Пітер Нелліст пише: «Цей процес з більшою ймовірністю трапляється в певних місцях на поверхні голки – там, де в атомній структурі є сходинки. Тому отримується зображення відтворює внутрішнє атомну будову зразка ».

ПОДІЛИТИСЯ: