Представьте себе куб, на который проецируется свет фонарика. Куб отражает свет определенным образом, поэтому простое вращение куба или перемещение фонарика позволяет исследовать каждый аспект и выводить информацию о его структуре. Теперь представьте себе, что этот куб высотой всего в несколько атомов, что свет можно обнаружить только в инфракрасном диапазоне, а фонарик-это луч от микроскопа. Как исследовать каждую из сторон куба? На этот вопрос недавно ответили ученые из CNRS, l’Université Paris-Saclay, Университета Граца и технологического университета Граца (Австрия), создав первое 3D-изображение структуры инфракрасного света вблизи нанокуба. Их результаты будут опубликованы 26 марта 2021 года в журнале Science.
Электронная микроскопия использует электронный луч для освещения образца и создания увеличенного изображения. Он также обеспечивает более полные измерения физических свойств с непревзойденным пространственным разрешением, которое позволяет даже визуализировать отдельные атомы. Chromatem, специализированный инструмент команды Equipex Tempos для спектроскопии, является одним из этих микроскопов нового поколения. Он исследует оптические, механические и магнитные свойства вещества с очень высоким разрешением, сравнимым только с тремя другими микроскопами в мире.
Ученые из CNRS и l’Université Paris-Saclay, работающие в лаборатории физики твердого тела (CNRS/Université Paris-Saclay), вместе со своими коллегами из Университета Граца и технологического университета Граца (Австрия) использовали хроматограф для изучения нанокристалла оксида магния. Вибрация его атомов создает электромагнитное поле это можно обнаружить только в среднем инфракрасном диапазоне. Когда электроны, испускаемые микроскопом, косвенно сталкиваются с этим электромагнитным полем, они теряют энергию. Измеряя эти потери энергии, становится возможным вывести контуры электромагнитного поля, окружающего Кристалл.
Проблема в том, что этот тип микроскопии может давать изображения только в 2D, что ставит вопрос о том, как визуализировать все углы, края и стороны куба. Для этого ученые разработали методы реконструкции изображений, которые впервые создали трехмерные изображения поля, окружающего Кристалл. Это в конечном итоге позволит нацелиться на определенную точку на кристалле и проводить локализованные теплопередачи, например.
Многие другие нанообъекты поглощают инфракрасный свет, например, во время теплопередачи, и теперь можно будет получить 3D-изображения этих переносов. Это один из путей исследования оптимизации тепловыделения во все более мелких компонентах, используемых в наноэлектронике.
