Découverte : une percée en imagerie accélère les microscopes à faisceaux atomiques neutres

ParisDes chercheurs de l'université de Swansea ont mis au point une nouvelle méthode d'imagerie permettant d'accélérer la capture des images au microscope. Cette technique est particulièrement avantageuse pour les microscopes à faisceau atomique neutre, utilisés pour examiner des échantillons très fragiles, impossibles à analyser avec des méthodes classiques. Ces microscopes se servent de particules neutres à faible énergie, telles que les atomes d'hélium, pour explorer la surface et la composition de matériaux sensibles, notamment les biofilms bactériens, les films de glace et les dispositifs photovoltaïques organiques.

La nouvelle technique d'imagerie résout un problème majeur des microscopes à faisceau atomique neutre actuels, qui balisent les échantillons pixel par pixel à travers un petit orifice. Cette méthode est très chronophage et nécessite un compromis entre la netteté de l'image et la vitesse de balayage. Obtenir des images plus nettes prend ainsi beaucoup plus de temps.

Les avantages clés de cette nouvelle méthode sont :

• Une acquisition d'images plus rapide
• Une meilleure résolution sans augmentation significative du temps nécessaire
• La possibilité de nouveaux mécanismes de contraste basés sur les propriétés magnétiques

Le professeur Gil Alexandrowicz et son équipe ont mis au point une nouvelle technique de balayage sans utiliser de trous d'épingle. Ils se basent sur un champ magnétique non uniforme et le mouvement des spins nucléaires pour enregistrer les positions des atomes d'hélium-3. Ces atomes interagissent ensuite avec l'échantillon pour créer l'image. Cette méthode permet de générer des images beaucoup plus rapidement tout en conservant une qualité et un niveau de détail élevés.

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Morgan Lowe, doctorant au sein du groupe de recherche, a conçu et testé le dispositif d'encodage magnétique. Ils ont mesuré avec succès le profil du faisceau, et les résultats se sont avérés conformes aux calculs des simulations. Ce succès démontre l'efficacité de la nouvelle méthode et laisse présager des temps d'imagerie plus rapides ainsi qu'une meilleure résolution.

Le nouveau système de codage exploite les propriétés magnétiques à la fois de l'échantillon et des particules du faisceau. Cela peut aider les scientifiques à découvrir de nouvelles méthodes pour créer du contraste dans leurs expériences, ouvrant ainsi la voie à davantage d'opportunités de recherche. Par exemple, étudier des échantillons avec des caractéristiques magnétiques spécifiques pourrait fournir des informations plus détaillées, augmentant l'utilité des microscopes à faisceau atomique neutre.

L'équipe s'attellera désormais à la création d'un prototype complet d'un microscope à faisceau neutre à encodage magnétique. Ce développement permettra de tester en profondeur les limites de résolution de cette nouvelle technique, les méthodes de contraste et ses diverses applications possibles.

Cette avancée pourrait transformer la façon dont les scientifiques et ingénieurs étudient la forme et la composition d'échantillons délicats. Elle rend la recherche plus rapide et améliore la précision des données, faisant progresser les connaissances scientifiques actuelles. Avec une imagerie plus rapide et de nouvelles méthodes pour voir les contrastes, des chercheurs de divers domaines pourraient découvrir des aspects auparavant inaccessibles, marquant un progrès majeur pour les techniques de microscopie.