美国能源部(DOE)布鲁克海文国家实验室、Euclid TechLabs LLC、美国国家标准与技术研究所(NIST)和JEOL因开发“适用于超快电子显微镜的廉价无激光可改装频闪检测解决方案”获得2019年研发100奖。
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自1962年以来，每年的“研发100奖”都是对进步的科学思想和技术的认可。今年的获奖者是由40多名来自学术界、工业界和政府领域的高级专业人士组成的评审小组选出的。R&D World的副总裁兼编辑总监Paul J. Heney提到，这100个获奖产品和技术将给行业带来积极的变化，产生巨大的影响，造福整个社会。
透射电子显微镜法
透射电子显微镜(TEM)被认为是测定各种材料的原子和电子结构的重要工具。欧洲杯足球竞彩这项研究包括高温超导体、铁电和铁磁(自发电和磁极化)设备、用于神经形态(大脑激发)计算的纳米级量子系统、催化剂和电池的分析。这是可能的，因为它们的高空间分辨率可以低到一埃或一厘米的一亿分之一。另一方面，传统瞬变电磁法的视频速率约为每秒30帧，或33毫秒，即太慢，无法捕捉这些材料中的原子振动、晶格运动、电荷转移、离子传输、电和磁开关以及其他动态过程。欧洲杯足球竞彩这主要是由于透射电镜中产生的电子束是连续的，而不是脉冲的。
为了克服TEM的上述缺点，布鲁克海文实验室的一组研究人员用电子脉冲系统取代了激光。在超快透射电子显微镜实验中，一名团队成员引入了加速器技术，以频闪模式将不间断的电子波形“切割”成10皮秒的超短脉冲，重复频率高(兆赫到千兆赫)。
在频闪模式下，脉冲不断循环，以创建一个时间分辨率的图像，类似于胶片卷轴是由一系列独立的图像组成，当快速连续观看时，似乎是一个连续的运动。这些脉冲的速率可以根据感兴趣现象的自然时间尺度进行调整，例如，金属-绝缘体跃迁或自旋波传播。这一创新发明推出了一种低成本的无激光装置，可用于在非常短的时间内分析能源和生物材料的动态行为。欧洲杯足球竞彩
开发电子脉冲发生器
该团队在欧几里得开发并建造了电子脉冲发生器。他们在JEOL美国总部的TEM中进一步测试了该设备，并将其安装在NIST和Brookhaven TEM中，后者在不同电压下工作。该装置已被用于不同的实验，以研究其潜力，包括它是否可以用于探测具有强相关电子的材料甚至生物样品的超快动力学。欧洲杯足球竞彩众所周知，TEM中常用的高能电子束通过破坏原子键来破坏生物样品;然而，如果断裂的化学键可以在脉冲之间自我修复，辐射损伤就可以减轻。
团队成员Yimei Zhu是布鲁克海文实验室凝聚态物理和材料科学部电子显微镜和纳米结构小组的高级物理学家，他说，这项技术可以进行时间分辨测量，并研究生物分子对外界刺激的反应。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球他进一步表示，该装置将成功地帮助研究人员在所需的空间和时间域研究和分析功能材料的微结构、电子结构和自旋态。欧洲杯足球竞彩
12月5日，在加州圣马特奥举行的2019年R&D 100大会上，布鲁克海文及其合作者和其他获奖者获得了R&D 100奖的表彰。自1987年以来，布鲁克海文实验室获得了37项研发100项大奖，包括显微镜光学、电催化剂、纳米织构方法和辐射探测器。
源
https://www.bnl.gov/newsroom/news.php?a=116892
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