Spektroskopia wibracyjna w elektronowym mikroskopie

Mikroskopia elektronowa słynie ze swojej zdolności do obrazowania w skali nanometrycznej. Udoskonalonym narzędziem badania nanocząstek jest połączenie spektroskopii wibracyjnej z mikroskopią elektronową. Metoda ta pozwala lepiej zrozumieć właściwości nanostruktur zaangażowanych w takie procesy jak: kataliza, transfer ciepła czy pozyskiwanie energii słonecznej^[1].

Rys.1 Mikroskop elektronowy

Skaningowy transmisyjny mikroskop elektronowy służy od dekad do obrazowania struktury krystalicznej, ale nie jest w stanie wykryć niskoenergetycznych drgań. Aby je analizować naukowcy muszą opierać się na widmach IR i Ramana.

Aby wykryć te drgania z pomocą mikroskopu elektronowego, Ondrej L. Krivanek i zespół naukowców zwiększyli czułość techniki zwanej spektroskopią strat energii elektronów (EELA). Poprzez pomiar energii traconej przez elektrony, które przechodzą przez próbkę, naukowcy byli w stanie określić, jaka jej ilość odpowiada określonym drganiom.

Większość elektronów przechodzi przez próbkę bez strat energii. Stwarza to szerokie i intensywne piki w widmach, które mogą przykryć sygnały niskich energii związanych z drganiami. Według Krivanek’a w połączeniu z wysokiej rozdzielczości spektrometrem, mikroskop może rozpoznać typ drgań, które przy standardowej analizie nie są widoczne.

Według Nigel D. Brownik (Pacific Northwest National Laboratory) jest to następny poziom w możliwościach obrazowania nanocząstek. Krivanek wierzy, że jego zespół może usprawnić metodę jako narzędzie do zbierania widm oscylacyjnych z pojedynczych atomów.

Opracował: Łukasz Kurach

Korekta: Maciej Bielak-Wolanin