Une équipe de chercheurs affiliés à plusieurs institutions japonaises a construit un microscope électronique à transmission haute tension suffisamment petit pour résider dans un laboratoire universitaire. Dans leur article publié dans la revue Lettres d'examen physique , le groupe décrit la construction du premier microscope du genre et son bon fonctionnement.

Les microscopes électroniques à transmission à haute tension (MET) utilisent des caractéristiques spéciales des électrons, telles que leurs propriétés ondulatoires, pour créer des images de choses aussi petites que de simples atomes d'hydrogène. Jusqu'à maintenant, ces MET ont été assez grands en raison de la nécessité d'utiliser des accélérateurs d'électrons. Cela a limité leur utilisation générale. Dans ce nouvel effort, les chercheurs rapportent un moyen de réduire la taille d'un MET sans sacrifier son utilité.

L'équipe a réussi cet exploit en utilisant des cavités à radiofréquence (RF) pour accélérer suffisamment les électrons pour créer des faisceaux. Cela leur a permis de surmonter le manque de cohérence qui avait mis fin à d'autres efforts visant à faire un petit TEM. Les chercheurs ont utilisé une série de cavités RF pour contrôler la cohérence du faisceau et le faisceau a été créé à l'aide d'un accélérateur TEM conventionnel.

Après avoir traversé deux pinces à cavité RF, le faisceau a été découpé en impulsions synchronisées. Le faisceau pulsé résultant a ensuite été envoyé vers une cavité RF plus puissante qui a dirigé le faisceau vers l'échantillon souhaité. Le faisceau a ensuite traversé une autre cavité RF qui a décéléré les électrons à la vitesse souhaitée, en les concentrant. L'équipe rapporte que le microscope résultant était facilement assez petit pour tenir dans leur laboratoire, beaucoup plus petit que les TEM conventionnels, qui peut occuper tout un bâtiment. Ils rapportent également que le microscope est capable d'accélérer des électrons à 550 kV, ce qui est environ la moitié de celui des TEM de la taille d'un bâtiment.

Les chercheurs ont démontré les capacités de leur nouveau microscope en créant des images d'échantillons de taille nanométrique. Ils signalent que leur travail sur le microscope n'est pas terminé - ils espèrent améliorer ses capacités en utilisant des cavités en matériaux supraconducteurs, qui, selon eux, pourraient accélérer les faisceaux à des tensions plus élevées. Une telle amélioration, ils notent, devrait leur permettre de rendre le microscope encore plus petit.

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