Ilmuwan dari University of Ohio dan University of Illinois dapat memperoleh gambar yang menakjubkan dari satu atom berkat penggunaan teknologi sinar-X. Ini dilaporkan di jumpa pers Universitas Ohio.
Sejak penemuan sinar-X pada akhir 1800-an, sinar-X telah menjadi alat penting di banyak bidang. Ini adalah jenis radiasi elektromagnetik dengan energi yang sangat tinggi dan panjang gelombang pendek, dan kemampuannya untuk menembus materi membuat pancaran sangat berguna untuk pencitraan dalam kedokteran, ilmu material, arkeologi dan astrofisika.
Namun, metode deteksi sinar-X tradisional bergantung pada interaksi sinar-X dengan banyak atom dalam sampel untuk menghasilkan sinyal yang dapat dideteksi. Ini karena sinyal yang dihasilkan oleh satu atom sangat lemah, sehingga sulit untuk membedakannya dari kebisingan latar belakang.
Standar sebelumnya untuk jumlah terkecil yang dapat disinari oleh sinar-X adalah 10 atom, dan dibandingkan dengan itu, pencapaian ini sangat revolusioner. Ini berpotensi merevolusi cara para ilmuwan dan peneliti menemukan materi. Untuk studi mereka, para ilmuwan memilih atom besi dan terbium.
Detektor sinar-X konvensional dimodifikasi dengan ujung logam tajam digabungkan dengan mikroskop tunneling pemindaian sinar-X synchrotron (SX-STEM), yang terutama digunakan untuk pencitraan skala nano dan karakterisasi material, untuk mendeteksi elektron yang tereksitasi sinar-X dari masing-masing atom.
Sederhananya, SX-STEM memungkinkan para ilmuwan menggunakan sinar-X untuk melihat unsur-unsur dalam suatu bahan dan memahami komposisi kimianya. Ini terjadi dengan menarik (atau memberi energi) elektron dalam inti atom. Ketika elektron menyerap sinar-X dan menjadi bersemangat, mereka menciptakan sidik jari yang unik. Berkat jejak ini, para ilmuwan menentukan jenis elemen yang ada dalam materi yang dipelajari.
Tim menemukan bahwa spektra serapan sinar-X mengungkapkan ciri khas yang sesuai dengan atom besi dan terbium. Para ilmuwan juga menggunakan metode terowongan resonansi sinar-X (X-ERT) untuk mengkarakterisasi keadaan kimiawi atom dan menemukan atom besi yang dominan.
Menariknya, para peneliti memperhatikan bahwa sinyal sinar-X hanya dapat dideteksi ketika ujung khusus ditempatkan di dekat atom. Ini menegaskan bahwa pendeteksian sangat terlokalisasi dan terfokus pada atom yang menarik bagi para peneliti, memungkinkan karakterisasi dan analisis terperinci dari sifat dan perilaku atom.
Pencapaian ini menggabungkan radiasi sinar-X synchrotron dengan proses penerowongan kuantum untuk mengungkapkan tanda tangan sinar-X dari satu atom dan membuka banyak jalur penelitian yang menarik, termasuk mempelajari sifat kuantum dan magnetik hanya satu atom menggunakan sinar-X synchrotron radiasi," para ilmuwan melaporkan.
Baca juga: