Imagistica 3D atomice de nanoparticule - O tehnică nouă

Imagine şi reconstrucţie atomice

Din direcţia abstract:

Deşi atomic-rezolutie microscopie electronica a fost posibil pentru aproape patru decenii, nici tomografie de electroni, nici alte tehnici experimentale şi-a demonstrat încă rezolutie atomica în trei dimensiuni. Aici vom raport reconstrucţie 3D a nanoparticulelor cristaline complexe la rezolutie atomica. Pentru a realiza acest lucru, am combinat -aberaţie corectată de scanare microscopie electronică de transmisie, de estimare statistică teoria parametru, şi tomografie discrete, spre deosebire de tomografie de electroni convenţionale, doar două imagini ale obiectivului de-a nanoparticulelor de argint încorporate într-o matrice de aluminiu-sunt suficiente pentru reconstrucţie atunci când combinate cu cunoştinţe disponibile despre structura particulei cristalografice. Proiecţiile suplimentare confirmă fiabilitatea rezultat. Rezultatele pe care le prezenta de ajutor a elimina decalajul dintre rezolutie atomica realizabil în micrographs electron bidimensional şi rezoluţia mai grosiere, care până în prezent a fost obţinută prin tomografie convenţionale de electroni. [Link-uri adăugat]

Aceasta tehnica de calcul reconstrucţie (imagistica ajutat prin deducţie) necesită doar două imagini, ci se bazează pe cunoştinţele anterioare (sau ipoteze) cu privire la structura: de exemplu, că cristal este centrată pe fata structura cubi, nu are gauri, si nici şanţuri adânci în suprafaţa sa. Analiza datelor foloseşte o metodă stochastică (recoacere simulate), şi 16 rulează independent de reconstrucţie a dat o diferenţă de poziţionare de 41 (din 784) atomi în probă, astfel încât rezultatul nu este pe deplin determinată.

Atunci când o structură de rezultatele de la ceea ce ar trebui să fie un proces atomic precis, de cunoştinţe (sau aşteptărilor rezonabile) va fi de obicei extinse şi detaliate, lăsând doar întrebări înguste să se răspundă prin imagistica - orientarea de piese de pe o interfaţă, de exemplu, sau natura de un defect într-o structură în mare parte, corect. Imagistica ajutat prin deducţie trebuie să fie din nou destul de puternic, şi de ajutor în depanarea procesele de fabricatie.

Specimen în studiul actual este un nanoparticulelor de argint într-o matrice de aluminiu, care este, o serie de electron-dens atomi într-o structură radiaţii-tolerant. Studii de structuri biomoleculare încă se confruntă cu probleme de radiatii la structurile delicate care oferă contraste mai scăzută în densitate de electroni, dar criogenic tomografie electron a avansat în acest domeniu, de asemenea. Aici, structuri covalente cu constrângerile la nivel local conformationala sunt de obicei cunoscute de la început, iar acest lucru a fost utilizat pentru a furniza o punte de la low-rezolutie imagini pentru a le deduce (aproape) structuri atomic precisă.