(Phys.org):al capturar imágenes a escala atómica, Incluso los movimientos más pequeños de la muestra pueden dar como resultado imágenes sesgadas o distorsionadas, y esos movimientos son prácticamente imposibles de evitar. Ahora, los investigadores de microscopía de la Universidad Estatal de Carolina del Norte han desarrollado una nueva técnica que da cuenta de ese movimiento y elimina la distorsión del producto terminado.

En cuestión están los microscopios electrónicos de transmisión de barrido (TEM), que puede capturar imágenes de los átomos individuales de un material. Para tomar esas imágenes los científicos tienen que permitir que una sonda explore el área de la muestra, que tiene un área de menos de cinco nanómetros. Ese escaneo puede llevar decenas de segundos.

La muestra descansa sobre una varilla de soporte, y mientras se realiza el escaneo, la varilla se expande o contrae debido a cambios sutiles en la temperatura ambiente. La expansión o contracción de la barra es imperceptible a simple vista, pero debido a que el área de la muestra se mide en nanómetros, el movimiento de la varilla hace que el material de la muestra se desplace ligeramente. Esta denominada "deriva" puede provocar que las imágenes TEM de exploración resultantes se distorsionen significativamente.

"Pero nuestro enfoque elimina eficazmente el efecto de la deriva en el escaneo de imágenes TEM, "dice el Dr. James LeBeau, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en NC State y autor principal de un artículo que describe el trabajo.

Los investigadores programaron el microscopio para rotar la dirección en la que escanea la muestra. Por ejemplo, primero puede tomar una imagen escaneada de izquierda a derecha, luego tome un escaneo de arriba a abajo, luego de derecha a izquierda, luego de abajo hacia arriba. Cada dirección de exploración captura la distorsión causada por la deriva desde un punto de vista diferente.

Los investigadores conectan esas imágenes a un programa que desarrollaron que mide las características de cada imagen y utiliza esos datos para determinar la dirección precisa y el alcance de la deriva dentro de la muestra. Una vez que se cuantifica la deriva, las imágenes se pueden ajustar para eliminar la distorsión causada por la deriva. Las imágenes resultantes representan con precisión la estructura real de la muestra y brindan a los científicos nuevas capacidades para comprender los enlaces entre átomos.

"Históricamente, un problema importante con la deriva ha sido que necesita tener un material de referencia en cualquier imagen a nanoescala, para que pueda saber cómo se ha distorsionado la imagen, "Dice LeBeau." Esta técnica lo hace innecesario. Eso significa que ahora podemos mirar muestras completamente desconocidas y descubrir sus estructuras cristalinas, lo cual es un paso importante para ayudarnos a controlar las propiedades físicas de un material ".