게시 및 게시 날짜 : 2012/07/09

모노 마니 톰에서 성공적으로 감지 된 바카라 커뮤니티 선 특성

-하나의 원자에서 방출을 마련했습니다

포인트

  • 전자 현미경의 성능을 향상시키고 세계에서 처음으로 하나의 원자에서 방출 (특징적인 바카라 커뮤니티 레이)의 성공적으로 측정되었습니다
  • 원자 수준에서 백금 및 금과 같은 귀금속의 원소 분석
  • 촉매 및 항암제에 대한 연구에 기여하기를 희망

요약

Nanotube Applied Research Center (Nomaguchi ARI 회장] (이하 "AIST"), Nanotube Applied Research Center (연구 센터 디렉터 IIJIMA Sumio) Suenaga Kazutomo 수석 연구원이자 고급 나노 튜브 튜브 인 Okazaki Toshiya 교수의 이사가 이루어진 MATSUA MATSUA의 이사로 향하는 Nanotube Center innotube 팀원이 이루어졌습니다 초 고량 전자 전자 현미경 실, Kyushu University (Arikawa Setsuo 회장) (이하 "Kyushu University"라고 불림) 및 Leader Okunishi Eiji와의 공동 작업, Ultra-High-High-High-High-High-High-High-High-High-High-High-High-High-High-High-highi eiji와의 최신 공동 작업, Nippon Electronics Co 대학 ") 및 Okunishi Eiji, 최신 리더전자 현미경 교정 교정특징적인 바카라 커뮤니티 레이

이 기술은에너지 분산 바카라 커뮤니티 레이 분석 (EDX)의 검출 효율을 극적으로 개선함으로써 원자 수준에서의 원소 분석이 가능해졌습니다 또한 모나토미어 수준에서 귀금속과 같은 이전의 어려운 요소의 분석에도 적용될 수 있으며, 귀금속 및 항암제를 포함하는 촉매의 원자 수준의 연구에 기여할 것으로 예상됩니다

이 연구에 대한 자세한 내용은Nature Photonics에 온라인으로 게시됩니다 2012 년 7 월 9 일 (일본 시간)

실험의 간단한 그림
실험의 회로도
탄소 나노 튜브에 갇힌 Erbium 원자 (빨간색)에서
얇게 압착 된 전자 빔이 적용됩니다 (왼쪽 상단에서 오른쪽 하단으로 녹색으로 표시)


개발의 사회적 배경

각 원자의 정확성으로 살아있는 유기체 및 물질에 포함 된 모든 요소를 분석하는 기술은 광범위한 연구 분야에서 요구됩니다 이전에전극 에너지 손실 분광법 (EELS)와 같은 모노 토미 믹스의 요소를 분석 할 수있는 기술이 있었지만, 해당 요소의 유형은 제한적이었고, 촉매 및 항인제에 사용 된 모노 토메이션 (백금 및 금과 같은 백금 및 금)의 매우 민감한 원소 분석은 불가능했습니다 한편, 에너지 분산 바카라 커뮤니티 레이 분석 (EDX)은 붕소 (원자 번호 5)에서 우라늄 (원자 번호 92)에 이르기까지 고귀한 금속을 포함한 광범위한 요소를 식별 할 수있는 분석 기술입니다 특히, 추적 양의 귀금속 요소가 중요한 역할을하는 촉매 및 항암제에 대한 연구가 중요한 역할을하는데, EDX를 사용한 유니 인 수준 요소 분석이 기다리고 있습니다

연구 기록

AT AIST,Carbon NanotubeDopant한편 Kyushu University와 Jeol은 바카라 커뮤니티 선 포집의 고체 각도를 전보다 약 크기로 증가시켜 탐지 효율을 크게 향상 시켰습니다실리콘 드리프트 감지기그리고이를 장착 할 최신 수차 수정 전달 전자 현미경을 개발해 왔습니다

이 연구 및 개발은 교육, 문화, 스포츠, 과학 및 기술의 "나노 기술 네트워크 (2007-2001)"와 일본 과학 기술 기관의 "연구 가속 프로그램 (2011-2015)에 의해 뒷받침됩니다

연구 컨텐츠

이번에는 Kyushu University에 설치된 수차 조정 전송 전자 현미경 (JEOL에서 제조 한 JEM-ARM200F)에는 확고한 각도가 08 SR (Steradian) 인 광각 실리콘 드리프트 검출기 (JEOL)가 장착되어 있습니다 (기존의 EDX 검출기의 고체 각도는 약 01 SR) 수차-수정 투과 전자 현미경은 기존의 투과 전자 현미경보다 더 얇은 전자 빔을 통해 더 많은 양의 전류를 통과 할 수있다 이 전자 현미경을 사용하여 AIST에 의해 합성 된 Erbium 원자를 함유Nanopie Pod를 사용하여 모노 나이 로믹스의 특징적인 바카라 커뮤니티 레이를 검출 하였다 샘플로 도 1은도 1에 사용 된 전자 현미경의 외부 사진을 도시한다 실험의 개략도

Peopod 샘플이 파손되는 것을 방지하기 위해 전자 현미경의 전자 빔 가속 전압을 60kV에서 낮게 유지 하였다 입사 전자 빔의 직경은 약 02nm이며, 이는 하나의 원자의 크기에 해당합니다 또한, 고전류 (200 PA)를 사용하여 바카라 커뮤니티 레이를 효율적으로 생성 하였다 전자 빔으로의 방사선에 의해 에르 비움 원자가 생성되는 특징적인 바카라 커뮤니티 선은 대규모 직경의 EDX 검출기를 사용하여 측정되었다

수차 전자 현미경 (Kyushu University에 설치) 및 실험 개요
그림 1 (a) 수차 수정 전자 현미경 (Kyushu University에 설치) 및 (b) 실험의 개략도

사용 된 PeApod 샘플의 모델은 그림 2 (a)에 나와 있습니다 각 Erbium 원자 (빨간색으로 표시)는 다음과 같습니다풀러렌| 탄소 나노 튜브에서 이중층 방식으로 캡슐화 된 구조 (회색으로 표시된 탄소 원자 네트워크)를 갖는다 그림 2 (b)는 전자 현미경을 사용하여 어두운 필드 이미지를 보여주고, 에르 비움 원자의 밝은 흰색 부분이 보이고 있습니다 여기서, 얇게 좁은 전자 빔을도 1의 황색 화살표에 의해 나타낸 에르 비움 원자 상에 조사 하였다 2 (b) 특징적인 바카라 커뮤니티 레이를 생성합니다

실험에 사용 된 Erbium 원자 (빨간색)를 함유하는 Peopod 샘플의 모델 및 어두운 필드 이미지
그림 2 (a) 실험에 사용 된 Erbium 원자 (빨간색)를 함유하는 Peopod 샘플의 모델 및 (b) 전자 현미경에 의한 어두운 필드 이미지

그림 3은 현재 EDX 검출기에 의해 검출 된 바카라 커뮤니티 레이의 스펙트럼을 보여줍니다 대략 14 keV 및 70 keV는도 1의 노란색 화살표에 의해 나타나는 흥분된 에르움 모노 톰에 의해 생성 된 특징적인 바카라 커뮤니티 선의 피크였다 2 (때로는 M- 라인 및 L- 라인이라고도합니다) 이러한 방식으로, 특징적인 Erbium monetomics의 바카라 커뮤니티 레이가 검출되었습니다 03 keV에서, 탄소로부터 유래 된 특징적인 바카라 커뮤니티 선의 피크가 나타납니다

Erbium monetomom의 바카라 커뮤니티 선 스펙트럼
그림 3 Erbium monetomom의 바카라 커뮤니티 선 스펙트럼

미래 계획

이 방법은 광범위한 재료 영역에서 매우 적은 양의 요소를 감지하는 데 적용될 수 있으며, 재료와 관련된 다양한 연구 분야의 개발에 큰 영향을 미칩니다 각 원자의 정확성으로 이전에 불가능한 귀금속을 감지 할 수 있기 때문에 백금과 금을 촉매로 사용하는 연료 전지의 기능을 설명함으로써 촉매 화학과 같은 녹색 기술 분야에 기여할 것으로 예상됩니다 또한, 항암제에 사용되는 백금이 어떻게 암 세포가 암 세포의 성장을 분자 시각화 기술과 결합하여 암 세포의 성장을 억제하는지와 같은 원자 수준에서 직접 얻을 수있는 방법과 같은 정보를 달성 할 수 있고, 분자 설계에 기초한 약물 개발에 기여할 것으로 예상되는 경우


터미널 설명

◆ 수차 수정 변속기 전자 현미경
수차는 물체가 왜곡되거나 흐려지는 원인이지만, 최근 컴퓨터의 발전과 계산 방법에 대한 연구, 전자 현미경 객관적인 자기장 렌즈의 수차 수정을위한 메커니즘이 개발되었습니다 이로 인해 전자 현미경 이미지의 위치 분해능이 원자 크기 이하로 향상되어 원자 크기만큼 작은 영역의 상태를 분석 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 특징적인 엑스레이
원자 전이에 따라 발생하는 바카라 커뮤니티 레이 요소에 고유 한 파장 (에너지)을 가지기 때문에 측정 할 물질의 구성 요소는 특성 바카라 커뮤니티 선의 파장에서 볼 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 에너지 분산 바카라 커뮤니티 레이 분석 (EDX)
특징적인 바카라 커뮤니티 레이를 사용하여 샘플의 원소 분석을 수행하는 방법 일반적으로 전자 현미경과 함께 사용하여 입사 전자 빔에 의해 생성 된 특성 바카라 커뮤니티 선을 분석합니다 생성 된 바카라 커뮤니티 레이의 파장 (에너지) 및 강도를 분석함으로써 소규모 영역에 존재하는 요소의 유형 및 양을 찾을 수 있습니다 (에너지 분산 바카라 커뮤니티 선 분광법)[참조로 돌아 가기]
◆ 전극 에너지 손실 분광법 (Eels)
전자 빔이 샘플을 통과 할 때 전자 빔이 샘플의 요소, 전자 상태 등을 검사하기 위해 샘플의 요소에 고유 한 에너지를 잃어 버린다는 사실을 사용하는 분석 방법 (전자 에너지-손실 분광법)[참조로 돌아 가기]
◆ Carbon Nanotube
탄소로 만든 6 원 링 네트워크 시트가 단일 층 또는 다층 원통형 인 물질 단일 계층 탄소 나노 튜브의 직경은 약 1-2 nm이며 다양한 물질을 내부 공간에 포함시킬 수 있습니다 특히, 투과 전자 현미경은 튜브의 내부가 그림자 그림 인 것처럼 보이기 때문에 시험관처럼 작용하는 것으로 나타났다[참조로 돌아 가기]
◆ Dopant
주로 반도체 등에 의도적으로 추가되는 불순물 소량을 추가하여 물리적 특성을 크게 변경할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ 실리콘 드리프트 탐지기
소형 및 경량 반도체 검출기 유형 바카라 커뮤니티 선의 에너지는 결정질 실리콘의 결합 된 전자가 바카라 커뮤니티 선에 의해 여기 된 정도에서 측정된다 여기 커플 링 된 전자는 전기장에 의해 수집되어 탐지 효율을 크게 증가시키고 이제는 이전보다보다 효율적인 바카라 커뮤니티 선 분석에 사용됩니다[참조로 돌아 가기]
◆ Nanopie Pod
주로 탄소 원자로 구성된 복합 구조, 나노 튜브에서 풀러렌을 캡슐화합니다 Peapod는 "POD"를 말하며 비슷한 구조로 인해 이름을 올렸습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Fullerene
탄소 원자로 구성된 Cass- 유사 분자 특히, 60 개의 탄소 원자로 구성된 축구 공 모양의 C60 분자가 잘 알려져 있습니다 탄소 나노 튜브에 통합하는 것은 특히 쉽고 전자 현미경으로 볼 때도 구형 쉘 모양으로 쉽게 인식됩니다 특히, 내부에 금속 원자를 함유하는 것을 금속 캡슐화 된 풀러렌이라고합니다[참조로 돌아 가기]


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