В новом исследовании под руководством Яни Котакоски исследователи Венского университета использовали передовой сканирующий просвечивающий электронный микроскоп Nion UltraSTEM100 для измерения изотопов в нанометровых участках образца графена. Те же энергичные электроны, которые формируют изображение структуры графена, также могут выбрасывать по одному атому за раз из-за рассеяния на ядре углерода.
Из-за большей массы изотопа 13C электрон может дать атому 12C немного более сильный удар, более легко выбив его. Сколько в среднем требуется электронов, дает оценку локальной концентрации изотопа. «Ключом к созданию этой работы было сочетание точных экспериментов с улучшенной теоретической моделью процесса», — говорит Тома Суси, ведущий автор исследования.Публикация в Nature Communications позволила команде полностью погрузиться в открытую науку.
В дополнение к публикации отчетов о коллегиальных обзорах вместе со статьей включено исчерпывающее описание методов и анализов. Однако исследователи пошли еще дальше и загрузили свои данные микроскопии в открытый репозиторий figshare. Таким образом, любой, у кого есть подключение к Интернету, может свободно получать доступ, использовать и цитировать гигабайты высококачественных изображений.
Тома Суси продолжает: «Насколько нам известно, это первый раз, когда данные электронной микроскопии были открыто опубликованы в таком масштабе».Результаты показывают, что электронные микроскопы с атомным разрешением могут различать разные изотопы углерода. Хотя сейчас метод был продемонстрирован только для графена, в принципе его можно распространить и на другие двумерные материалы, и у исследователей есть патент на это изобретение. «Современные микроскопы уже позволяют нам определять все атомные расстояния в твердых телах и видеть, какие химические элементы их составляют.
Теперь мы можем добавить изотопы в список», — заключает Яни Котакоски.