Ny studie: Bildgenombrott accelererar neutrala atomstrålemikroskop och överträffar traditionella pixel-för-pixel-metoder

StockholmForskare vid Swansea University har utvecklat en ny avbildningsmetod som snabbar upp insamlingen av mikroskopbilder. Denna metod är särskilt användbar för mikroskop som använder neutrala atomstrålar, vilka behövs för att studera känsliga prover som inte tål vanliga avbildningstekniker. Dessa mikroskop utnyttjar lågenergineutrala partiklar, som heliumatomer, för att undersöka ytan och sammansättningen av ömtåliga material som bakteriella biofilmer, isfilmer och organiska solceller.

Den nya avbildningstekniken löser ett stort problem med nuvarande neutrala atomstrålemikroskop, som granskar prover pixel för pixel genom en liten öppning. Denna metod tar mycket tid och kräver en avvägning mellan bildklarhet och skanningshastighet. För att få skarpare bilder tar det betydligt längre tid.

De nya metoden erbjuder flera fördelar såsom snabbare bildförvärv, förbättrad upplösning med endast liten tidsökning, samt möjligheter för nya kontrastmekanismer baserade på magnetiska egenskaper.

Professor Gil Alexandrowicz och hans team har utvecklat en ny metod för skanning utan att använda sig av pinholes. Istället använder de ett annorlunda tillvägagångssätt som bygger på ett icke-uniformt magnetfält och rörelsen hos kärnspinn för att registrera positionerna av helium-3-atomer. Dessa atomer interagerar sedan med provet för att skapa en bild. Denna metod genererar bilder mycket snabbare samtidigt som den bibehåller hög detaljrikedom och kvalitet.

Läs också:

Idag · 12:21

Kobes hemliga vattenkopplingar: Arima, jordbävningar och prognoser

Morgan Lowe, en doktorand i forskargruppen, konstruerade och testade den magnetiska kodningsenheten. De lyckades mäta strålprofilen, och resultaten stämde överens med beräkningarna från simuleringarna. Denna framgång bevisar att den nya metoden fungerar och antyder att det kan leda till snabbare avbildningstider och bättre upplösning.

Det nya kodningssystemet utnyttjar de magnetiska egenskaperna hos både provet och strålningspartiklarna. Detta kan hjälpa forskare att upptäcka nya metoder för att skapa kontrast i sina experiment, vilket kan leda till fler forskningsmöjligheter. Till exempel kan studier av prover med vissa magnetiska egenskaper ge mer detaljerade insikter och utöka användningen av neutrala atomstrålemikroskop.

Teamet kommer nu att arbeta med att skapa en komplett prototyp av ett mikroskop med magnetisk kodning av neutral stråle. Denna utveckling kommer att möjliggöra noggranna tester av den nya teknikens upplösningsgränser, kontrastmetoder och olika användningsområden.

Detta genombrott kan förändra hur forskare och ingenjörer studerar formen och sammansättningen av känsliga prover. Det gör forskningen snabbare och förbättrar datanoggrannheten, vilket främjar den nuvarande vetenskapliga kunskapen. Med snabbare avbildning och nya sätt att se kontraster kan forskare från olika områden upptäcka saker som tidigare inte var möjliga, vilket gör detta till en betydande framsteg för mikroskopitekniker.