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小木蟲論壇-學術科研互動平臺 » 材料區(qū) » 材料綜合 » 材料其他 » 新技術可捕捉材料波動的高清影像
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yexuqing木蟲之王 (文學泰斗)
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新技術可捕捉材料波動的高清影像
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2023-02-01 來源： 科技日報 張佳欣【字體：大 中 小】語音播報 德國馬克斯·玻恩研究所、亥姆霍茲中心、美國布魯克海文國家實驗室和麻省理工學院研究人員組成的團隊，開發(fā)出一種革命性的新方法，利用強大的X射線源捕獲納米級材料波動的高分辨率圖像。這種新技術允許創(chuàng)建清晰、詳細的影像，而不會因過度輻射損壞樣本。研究結果近日發(fā)表在《自然》雜志上。 世界的微觀領域是不斷運動的，并以不斷變化為標志。即使在看似不變的固體材料中，這些波動也可能產(chǎn)生不尋常的性質(zhì)；高溫超導體中電流的無損傳輸就是一個例子。在相變過程中，波動尤其明顯，材料會改變其狀態(tài)，例如在熔化過程中從固體變成液體。然而，詳細研究這些過程是一項艱巨的任務，捕捉到這些波動模式的影像就更具挑戰(zhàn)性。 聯(lián)合研究團隊開發(fā)出一種新的無損成像方法，稱為相干相關成像。為了制作一段影像，他們快速連續(xù)地拍攝樣本的多個快照，同時降低足夠的光照以保持樣本的完好無損。盡管這會導致個別圖像中樣品的波動模式變得不清晰，但這些圖像仍包含足夠的信息以將它們分成幾組。 研究團隊首先創(chuàng)建一種新的算法來分析圖像之間的相關性。每個組中的快照非常相似，因此可能來自相同的特定波動模式。只有當一組中的所有鏡頭一起觀看時，才會出現(xiàn)樣本的清晰圖像。科學家們現(xiàn)在能將每一張快照與樣本當時狀態(tài)的清晰圖像聯(lián)系起來。 該團隊在由薄磁性層制成的樣品上展示了相干相關成像。他們創(chuàng)建了一張地圖，顯示了被稱為磁疇的區(qū)域之間邊界的首選位置。這張地圖和運動的影像使人們更好地理解了材料中的磁性相互作用，促進了未來在先進計算機體系結構中的應用。 |
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