Gracias a un nuevo método de obtención de imágenes para microscopios de haz neutro desarrollado por investigadores de la Universidad de Swansea, es posible obtener imágenes microscópicas más rápidamente, en lugar de un píxel a la vez. En última instancia, esto puede permitir a los ingenieros y científicos obtener resultados más rápidos cuando escanean muestras.
Los microscopios de haz neutro son un importante foco de interés de investigación en la actualidad. Es capaz de obtener imágenes de diversas superficies que no se pueden estudiar con microscopios disponibles comercialmente. Estos microscopios pueden incluir muestras diminutas (como biopelículas bacterianas, películas de hielo o dispositivos fotovoltaicos orgánicos) que son difíciles de obtener imágenes o que están dañadas y alteradas por electrones, iones y fotones.
Estos dispositivos funcionan dispersando un haz de partículas neutras de baja energía, generalmente átomos de helio, desde una superficie para obtener imágenes de su estructura y composición.
Los microscopios atómicos neutros obtienen la imagen iluminando la muestra a través de un pequeño orificio microscópico. Luego escanea la posición de la muestra mientras registra el haz disperso para construir la imagen.
Sin embargo, una limitación importante de este enfoque es el tiempo necesario para obtener imágenes, ya que la imagen se mide un píxel a la vez. Mejorar la precisión mediante la reducción de las dimensiones de los orificios reduce significativamente el flujo del haz y requiere un tiempo de medición significativamente más largo.
Aquí radica la diferencia que marca la nueva investigación realizada por la Universidad de Swansea. El grupo de investigación dirigido por el profesor Gil Alexandrovich del Departamento de Química ha logrado desarrollar un método alternativo nuevo (y más rápido) para escanear mediante microagujeros.
Los investigadores demostraron el nuevo método utilizando un haz de átomos de helio-3, un raro isótopo ligero del helio ordinario.
El método funciona haciendo pasar un haz de átomos a través de un campo magnético no uniforme y utilizando el movimiento de espín nuclear para codificar la posición de las moléculas del haz que interactúan con la muestra.
Morgan Lowe, estudiante de doctorado del equipo de Swansea, construyó el codificador magnético y realizó la primera serie de experimentos que demuestran que el nuevo método funciona.
El perfil del haz medido por el Sr. Lu se compara muy bien con los cálculos de simulación numérica. El equipo también utilizó simulaciones numéricas para demostrar que el nuevo método de codificación magnética debería poder mejorar la resolución de la imagen con un aumento de tiempo mucho menor, en comparación con el enfoque del microscopio estenopeico que se utiliza actualmente.
La profesora Jill Alexandrovich del Departamento de Química de la Universidad de Swansea e investigadora principal explicó:
“El método que hemos desarrollado abre muchas oportunidades nuevas en el campo de la microscopía de haz neutro. Debería permitir mejorar la resolución de la imagen sin necesidad de tiempos de medición muy prolongados y también tiene el potencial de habilitar nuevos mecanismos de contraste basados en. las propiedades magnéticas de la muestra estudiada.
En un futuro próximo, se seguirá desarrollando el nuevo método para crear un prototipo completo de microscopio de haz neutro con codificación magnética. Esto permitirá probar los límites de precisión, mecanismos de contraste y modos de funcionamiento de la nueva tecnología.
En un futuro lejano, este nuevo tipo de microscopio debería estar disponible para científicos e ingenieros para determinar la topografía y composición de las muestras sensibles y precisas que producen y/o estudian.