აქამდე ელექტრონული მიკროსკოპია გამოიყენებოდა მხოლოდ ულტრა-თხელი ნიმუშებისთვის (რამდენიმე ნანომეტრი სისქის), ხოლო შედარებით სქელი ნივთიერების ელექტრონული სურათების ხარისხი არაფრით სჯობდა ტრადიციული მეთოდებით მიღებულის. ამიტომ ჩვეულებრივი ელექტრონული მიკროსკოპია შეზღუდულია, რადგან ყველა ნივთიერების თხელ ფენებად დაჭრა შეუძლებელია. უკანასკნელ კვლევაში მეცნიერებმა შეძლეს 0.8 - 30 ნანომეტრი სისქის PrScO3 კრისტალის სურათი მიღება 20 პიკომეტრი გარჩევადობით, რომელიც შემოსაზღვრული იყო მხოლოდ ატომების სითბური მოძრაობებით.

მკვლევარებმა გამოიყენეს მრავალ-შრიანი ელექტრონული პტიქოგრაფიის (ptycho ბერძნულად ნიშნავს გადაფარვას) მეთოდი. ნებისმიერი ნივთიერება შეგვიძლია განვიხილოთ როგორც ერთმანეთზე დალაგებული თხელი შრეების ერთობლიობა. კომპიუტერული ალგორითმით შესაძლებელია თითოეული შრიდან ელექტრონების გაფანტვის მოდელირება. გამოსახულების მიღება ხდება გაბნევის შებრუნებული ამოცანის ამოხსნის გზით, როცა დიფრაქციული სურათიდან მიიღება ინფორმაცია ნიმუშში ატომების განლაგების შესახებ. როგორც ავტორები წერენ, ამ მეთოდის გამოყენებით შესაძლებელია სუბ-ნანომეტრული სიზუსტით დავადგინოთ ატომური სივრცული სტრუქტურა და არა მხოლოდ ზედაპირული როგორც აქამდე.

პტიქოგრაფიის მეთოდით ობიექტის სურათის მიღებისას ხდება ნიმუშის მიერ გაბნეული სხივების მრავალი ინტერფერენციული სურათის კომპიუტერულად დამუშავება. მეცნიერები აანალიზებენ ნიმუშის სხვადასხვა შრეებიდან არეკლილი სხივების გადაფარვის არეების ცვლილებებს, რაც საშუალებას იძლევა მოხდეს იმ სტრუქტურის დადგენა, რომელმაც ეს ინტერფერენციული სურათი მოგვცა. ასეთ მიკროსკოპიას არ გააჩნია ისეთი უარყოფითი მხარეები, როგორიცაა ლინზის აბერაცია ან მრავალჯერადი გაფანტვა, რომელიც სურათის გარჩევადობას 3-10-ჯერ ამცირებდა.

წყარო:

https://lenta.ru/.../24/atoms/

https://science.sciencemag.org/content/372/6544/826.full