Sekumpulan penyelidik di Cornell University, diketuai oleh Profesor David Muller, telah mencapai tahap resolusi tertinggi dalam bidang mikroskopi atom dengan menggunakan teknik baru yang dipanggil electron ptychography.
Ptychography berfungsi dengan mengimbas corak penyebaran yang bertindih dari sampel bahan dan melihat perubahan di kawasan bertindih.
Pada tahun 2018 dulu, mereka berjaya menangkap imej atom pada resolusi tiga kali ganda lebih tinggi berbanding mikroskop elektron biasa.
Tetapi, pada tahun 2021, dengan menggunakan Electron Microscope Pixel Array Detector (EMPAD) dan algoritma pembinaan semula 3D yang lebih canggih, mereka dapat mengenal pasti kedudukan atom secara sangat tepat, sehingga tahap satu picometer (sejuta kali lebih kecil dari milimeter), sekaligus berjaya merakamnya pada ketepatan tinggi.
Teknik ini juga berjaya menyelesaikan masalah utama mikroskopi selama hampir satu abad iaitu penyebaran berbilang elektron dalam sampel yang pertama kali dibincangkan oleh Hans Bethe pada tahun 1928.
Jika anda bertanya mengapa imej atom yang berjaya dirakam itu kelihatan kabur pula, ia adalah kerana “gegaran haba” semula jadi yang dihasilkan oleh atom itu sendiri.
Ini juga menunjukkan bahawa sistem yang dibangunkan untuk merakam imej atom ini telah mencapai had tertinggi yang mampu dicapainya.
Muller menyamakan teknologi baru ini seperti “menanggalkan kaca mata lama dan memakai yang lebih baik,” dan beliau percaya ia akan digunakan secara meluas.
Teknologi ini berpotensi untuk digunakan dalam pelbagai bidang, termasuk mengenal pasti ketidaksempurnaan dalam semikonduktor, bahan pemangkin, bahan kuantum dan mungkin juga dalam kajian biologi seperti sambungan sinaps otak.
Walaupun kaedah ini memerlukan banyak masa dan pengiraan yang tinggi, ia boleh dibuat lebih efisien dengan komputer yang lebih berprestasi tinggi bersama dengan pembelajaran mesin dan pengesan yang lebih cepat.
Sumber: Cornell Chronicle