(Phys.org) —Lors de la capture d'images à l'échelle atomique, même de minuscules mouvements de l'échantillon peuvent entraîner des images faussées ou déformées - et ces mouvements sont pratiquement impossibles à empêcher. Aujourd'hui, des chercheurs en microscopie de l'Université d'État de Caroline du Nord ont développé une nouvelle technique qui tient compte de ce mouvement et élimine la distorsion du produit fini.

En cause, les microscopes électroniques à transmission à balayage (MET), qui peut capturer des images des atomes individuels d'un matériau. Pour prendre ces images, les scientifiques doivent permettre à une sonde de balayer la zone de l'échantillon, qui a une surface inférieure à cinq nanomètres. Cette analyse peut prendre des dizaines de secondes.

L'échantillon repose sur une tige de support, et pendant que le balayage a lieu, la tige se dilate ou se contracte en raison de changements subtils de la température ambiante. L'expansion ou la contraction de la tige est imperceptible à l'œil nu, mais parce que la zone de l'échantillon est mesurée en nanomètres, le mouvement de la tige provoque un léger décalage du matériau de l'échantillon. Cette soi-disant "dérive" peut entraîner une distorsion significative des images MET de balayage résultantes.

« Mais notre approche élimine efficacement l'effet de dérive sur les images TEM à balayage, " dit le Dr James LeBeau, professeur adjoint de science et d'ingénierie des matériaux à l'État de Caroline du Nord et auteur principal d'un article décrivant le travail.

Les chercheurs ont programmé le microscope pour faire pivoter la direction dans laquelle il scanne l'échantillon. Par exemple, il peut d'abord prendre une image numérisée de gauche à droite, puis effectuez un balayage de haut en bas, puis de droite à gauche, puis de bas en haut. Chaque direction de balayage capture la distorsion causée par la dérive à partir d'un point de vue différent.

Les chercheurs intègrent ces images dans un programme qu'ils ont développé qui mesure les caractéristiques de chaque image et utilise ces données pour déterminer la direction précise et l'étendue de la dérive au sein de l'échantillon. Une fois la dérive quantifiée, les images peuvent être ajustées pour supprimer la distorsion causée par la dérive. Les images résultantes représentent avec précision la structure réelle de l'échantillon et donnent aux scientifiques de nouvelles capacités pour comprendre la liaison entre les atomes.

« Historiquement, un problème majeur avec la dérive a été que vous devez avoir un matériau de référence dans n'importe quelle image à l'échelle nanométrique, afin que vous puissiez dire comment l'image a été déformée, " dit LeBeau. " Cette technique rend cela inutile. Cela signifie que nous pouvons désormais examiner des échantillons complètement inconnus et découvrir leurs structures cristallines, ce qui est une étape importante pour nous aider à contrôler les propriétés physiques d'un matériau. »