Una técnica microscópica mejora la captura de imágenes a escala atómica

Cuando se toman imágenes a escala atómica, incluso los más pequeños movimientos de la muestra pueden dar lugar a imágenes torcidas o distorsionadas, y esos movimientos son virtualmente imposibles de prevenir. Ahora, investigadores de microscopía de la NCSU ha desarrollado una nueva técnica que tiene en cuenta el movimiento y elimina la distorsión del producto final.

En cuestión están los microscopios electrónicos de barrido de transmisión (TEMs), la cual puede capturar imágenes de los átomos individuales de un material. Para capturar dichas imágenes, los científicos tienen que permitir una que una sonda escanee a lo largo del área de la muestra, lo cual tiene un área de menos de 25 nanómetros cuadrados. Este escaneo puete tomar decenas de segundos.

La muestra se asienta sobre una base de soporte, y mientras que tiene lugar el escaneo, la base se expande o contrae debido a cambios subyacentes en la temperatura del ambiente. La expansión o contracción de la base es imperceptible a simple viste, pero debido a que el área de la muestra se mide en nanómetros, el movimiento de la base causa que la muestra del material se desplace ligeramente. Esta "deriva" puede causar que las imágenes resultantes del escaneo TEM estén significativamente distorsionadas.

Los investigadores programaron el microscopio para rotar en la dirección en la cual escanea la muestra. Por ejemplo, podría tomar primero una imagen escaneando de izquierda a la derecha, para a continuación escanear de arriba hacia abajo, después de izquierda a derecha, y de abajo hacia arriba. Cada dirección de escaneo captura la distorsión causada por la deriva desde un punto de ventaja diferente.

Los investigadores conectaron esas imágenes con un programa desarrollado por ellos que mide las características de cada imagen y usan esos datos para determinar la dirección precisa y el alcance de la deriva dentro de la muestra. Una vez que la deriva es cuantificada, las imágenes pueden ajustarse para eliminar la distorsión causada por la deriva. Las imágenes resultantes representan de forma precisa la actual estructura de la muestra y dan a los científicos nuevas capacidades para entender los enlaces entre átomos.

Via NCSU