thumbnail - Sử dụng phân tử hydro làm cảm biến lượng tử cho kính hiển vi
Hoàng Giáp
Hà Nội

Sử dụng phân tử hydro làm cảm biến lượng tử cho kính hiển vi

Khoa học đã tìm ra cách sử dụng phân tử hydro làm cảm biến lượng tử trong kính hiển vi quét xuyên hầm trang bị tia laser terahertz. Nghiên cứu này cho phép chúng ta đo các đặc tính hóa học của vật liệu ở độ phân giải chưa từng có trước đây.

Sử dụng phân tử hydro làm cảm biến lượng tử cho kính hiển vi 

Hình ảnh 3D phân tử hydro

Theo công bố, kỹ thuật mới được phát triển bởi các nhà vật lý tại Đại học California, Irvine.

“Vì dựa vào việc thăm dò sự chồng chất nhất quán của các trạng thái trong một hệ thống hai cấp độ, kính hiển vi lượng tử sẽ nhạy hơn nhiều so với kính thông thường”, đồng tác giả của nghiên cứu mới Wilson Ho, Donald Bren, Giáo sư vật lý, thiên văn và hóa học, cho biết.

Các nhà khoa học có thể đạt được sự chồng chất của hai trạng thái thông qua một xung laser có tác dụng dẫn dụ hệ thống mới chuyển từ trạng thái cơ bản sang trạng thái kích thích theo chu kỳ. Mặc dù thời gian của các dao động tuần hoàn chỉ kéo dài vài chục pico giây, nhưng họ vẫn có thể thấy cách phân tử hydro tương tác với môi trường của nó.

“Phân tử hydro đã trở thành một phần của kính hiển vi lượng tử, bất cứ nơi nào kính hiển vi quét qua, hydro sẽ luôn ở đó giữa phần đầu và nguyên mẫu. Nó tạo ra một đầu dò cực kỳ nhạy cảm, cho phép chúng tôi nhìn thấy các biến thể xuống đến 0,1 angstrom. Ở độ phân giải này, chúng tôi có thể thấy sự phân bố điện tích thay đổi như thế nào trên mẫu”, Ho nói.

Giáo sư Ho bổ sung rằng, nghiên cứu này là bản minh họa đầu tiên về sự nhảy cảm hóa học của quang phổ, dựa trên dòng chỉnh lưu gây ra bởi terahertz thông qua một phân tử đơn lẻ. Thiết bị mới sẽ được dùng để phân tích vật liệu 2D - nền móng của các hệ thống năng lượng tiên tiến, thiết bị điện tử và thậm chí cả máy tính lượng tử.

Nguồn: Interesting Engineering

Chủ đề liên quan

Chủ đề khác