Bruker випустить надхолодний електронний мікроскоп GAIA
Bruker планує поставити мікроскоп GAIA, який працюватиме за 7 кельвінів і зможе стабільно знімати матеріали з атомною роздільною здатністю.
Компанія Bruker на початку наступного року планує поставити трьом лабораторіям у Канаді, Німеччині та США сканувальний просвічувальний електронний мікроскоп GAIA, здатний стабільно працювати за температури близько −266 °C, або 7 кельвінів. Як повідомляє Nature, прилад використовує рідкий гелій для охолодження зразків і може забезпечувати знімання з атомною роздільною здатністю протягом 30 годин або довше.
Три лабораторії отримають прилад
Один мікроскоп мають доставити до Центру електронної мікроскопії та спектроскопії Ернста Руска в Юліху, Німеччина. Ще два прилади призначені для Національної лабораторії Оук-Ридж у штаті Теннессі та Канадського центру електронної мікроскопії в Гамільтоні.
За кімнатної температури атоми коливаються через теплову енергію, що погіршує зображення. За наднизьких температур їхній рух майже зупиняється, а матеріали можуть демонструвати квантові властивості. Дослідники роками намагалися адаптувати просвічувальні електронні мікроскопи для роботи в таких умовах.
Як вдалося зменшити вібрації
Для охолодження електронних мікроскопів часто застосовують рідкий азот, який дає змогу знизити температуру зразка приблизно до −196 °C, або 77 кельвінів. Нижчі температури потребують рідкого гелію, що конденсується приблизно за −269 °C, або 4 кельвінів. Водночас його швидке випаровування створює вібрації, здатні розмивати зображення.
У GAIA систему з рідким гелієм інтегрували безпосередньо в мікроскоп. Розробку розпочала компанія Nion у 2017 році, а Bruker придбала її у 2024-му. Прилад також має систему корекції аберацій, яка компенсує природне розмиття та спотворення зображень, і монохроматор для контролю енергій електронів, що взаємодіють зі зразком.
Попередні розробки
Торік дослідники у США повідомили про насадку для просвічувальних електронних мікроскопів, яка охолоджує зразки рідким гелієм до −253 °C, або 20 кельвінів. Вона дала змогу стабільно отримувати зображення з атомною роздільною здатністю понад десять годин. GAIA має стати першим сканувальним просвічувальним електронним мікроскопом із такою стабільною роботою поблизу абсолютного нуля.
