Коли рентгенівські промені (синій колір) падають на атом заліза (червона куля в центрі молекули), збуджуються електрони остовного рівня. Збуджені рентгенівським випромінюванням електрони потім тунелюють до кінчика детектора (сірий) (Фото:Со Вай Хлу) Професор фізики з Університету Огайо і вчені з Аргоннської національної лабораторії, Університету Іллінойс-Чикаго та інших установ, вперше в історії отримали рентгенівський сигнал від одного атома. Це революційне досягнення може змінити підхід учених до вивчення матеріалів. У рамках демонстрації команда дослідників вибрала атом заліза і атом тербію, впроваджені у відповідні молекули. Для виявлення рентгенівського сигналу від одного атома, дослідники модифікували звичайні рентгенівські детектори, додавши спеціалізований детектор, який складається з гострого металевого наконечника, розміщеного поруч зі зразком, для збирання збуджених рентгенівським випромінюванням електронів.
Цей метод відомий як синхротронна рентгенівська рентгенівська скануюча тунельна мікроскопія або SX-STM. Рентгенівська спектроскопія, заснована на фотопоглинанні електронів основного рівня, дає змогу ідентифікувати елементи матеріалів точно та безпосередньо.
Згідно з професором Со Вай Хлу, спектри подібні до унікальних відбитків пальців, що дають змогу точно визначити склад матеріалу.
«Цей метод і концепція, перевірені в нашому дослідженні, відкривають нові можливості в галузі рентгенівських досліджень і досліджень на наномасштабі, — зазначає Толулоп Майкл Аджайї, провідний автор дослідження, який виконує цю роботу в рамках своєї докторської дисертації. — Використання рентгенівського випромінювання для виявлення і характеризації окремих атомів може спричинити революцію в галузі досліджень, а також призвести до розроблення нових технологій у галузях квантової інформації та виявлення мікроелементів в екологічних і медичних дослідженнях, щоб назвати лише деякі з них. Це досягнення також відкриває шлях до розробки передових інструментів у галузі матеріалознавства».