전자현미경 분해능이 0.39옹스트롬에 도달해, 세계 기록이 갱신된다

전자현미경 분해능이 0.39옹스트롬에 도달해, 세계 기록이 갱신된다

대상물에 전자선을 조사해서 확대한 상을 얻는 전자현미경은 대단히 작은 것을 보는 것울 가능해, 2018년시점으로 전자현미경에 있어서의 분해능 세계 기록은 300keV의 고출력 전자선을 조사하는 전자현미경으로 실현되고 있는 「0.5옹스트롬(0.05나노미터)」입니다. 코넬 대학교에서 응용 물리학 교수를 맡는 David A. Muller씨들의 연구팀은, 지금까지 세계 기록을 상회하는 0.39옹스트롬(0.039나노미터)의 분해능을 실현하는 기술 개발에 성공했습니다. 게다가, 이 기술은 80keV의 저출력 전자선을 조사하는 전자현미경으로 실현가능합니다.

전자현미경을 사용해서 상을 잡을 때, 무슨 일이 있어도 상이 비뚤어지거나, 희미해지거나 될 것이 있습니다. 이 수차를 보정하기 위해서, 지금까지는 보정용 렌즈를 두어서 상을 클리어로 하는 방법을 다루었습니다.

Muller씨들의 연구팀은 이 「보정 렌즈」를 없애는 것으로 지금까지 이상으로 상을 확대하고, 보다클리어로 비추는 방법에 관한 조사를 했습니다. 그리고, 전자검출기 EMPAD와 X선현미경으로 사용된 "Ptychography"라고 불리는 기술을 조합시킨 수법을 Muller씨들이 고안했습니다. 이것에 의해, 연구팀은 80keV의 저출력 전자선을 방출하는 전자현미경으로 0.39옹스트롬(0.039나노미터)이라고 하는 고분해능의 상을 취득하는 것에 성공했습니다.

연구팀은, 실제로 개발한 기술을 사용하면 어디까지 상이 클리어로 보일지를 가리키기 위해서, 유화 몰리브덴(MoS2)을 종래의 전자현미경(80keV)과 Muller씨들의 기술을 사용한 전자현미경으로 촬영했습니다. 이미지 2개를 비교하면, 분해능이 0.98옹스트롬(0.098나노미터)인 종래의 전자현미경으로 촬영한 것 비교해서(왼쪽), Muller씨들이 고안한 수법(오른쪽)으로 촬영하는 쪽이 선명하게 비친 것을 압니다.

Muller씨들의 연구팀에 의해 개발된 기술은, 저출력 전자선을 조사하는 전자현미경으로 고분해능의 상을 취득 할 수 있어, 전자선에 의해 데미지를 받기 쉬운 재료를 다루는 것을 가능합니다. 이것 때문에, 지금까지 전자현미경으로 다루기 어려웠던 재료조사 등으로 활약하는 것이 기대되고 있습니다.