Wetenschappers hebben atomen weten vast te leggen met de hoogste resolutie tot nu toe. Daarmee hebben ze een record uit 2018 gebroken.
Natuurkundige David Muller van de Cornell-universiteit in de Amerikaanse staat New York en collega’s hebben dit beeld van een praseodymium-orthoscandaat-kristal vastgelegd. Daarvoor gebruikten ze een techniek genaamd ptychografie. Met een elektronenmicroscoop vuurden ze een bundel elektronen op de atomen af. Vervolgens bepaalden ze de vorm van de atomen uit de hoeken waaronder de elektronen verstrooiden.
Deze afbeelding heeft een twee keer zo hoge resolutie als een ingezoomde afbeelding van atomen die Muller en zijn team in 2018 maakten. Die resolutie was toen al drie keer zo hoog als die van de beelden die rond dezelfde tijd werden gemaakt met andere technieken.
Dikkere monsters
In 2018 gebruikten Muller en zijn team een 2D-materiaal om minder elektronenverstrooiingen te hebben dan bij dikker materiaal het geval zou zijn. Bij meer verstrooiingen was namelijk moeilijker te bepalen waar de elektronen vandaan kwamen.
‘De belangrijkste doorbraak die we dit jaar hadden, was dat we een manier hebben gevonden om een grote hoeveelheid verstrooiingen te ontwarren’, zegt Muller. ‘Dat is een tachtig jaar oud probleem. Nu hebben we een aantal slimme algoritmes, ontwikkeld door collega’s die met röntgenstralen werken, kunnen aanpassen voor elektronenverstrooiing. Zo konden we deze meervoudige verstrooiing ontwarren.’
Dat stelde het team in staat naar dikkere monsters kijken en een betere resolutie te bereiken. Het wazige in de huidige afbeelding komt door de beweging van de atomen zelf. ‘We kunnen het een beetje beter doen door het monster af te koelen’, zegt Muller. ‘Dan bibberen de atomen niet zo veel.’
