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磁性が目に見えるようになった!磁性材料のX線反射を利用した新しい顕微鏡が登場

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本記事は、New Microscope Makes It Possible To Visualize Magnetism
翻訳・再構成したものです。
配信元または著者の許可を得て配信しています。

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読了時間 : 約1分37秒

・磁性材料のX線反射を利用した新しい顕微鏡。
・試料の構造や組成、磁性の原因となる元素を正確に突き止めることができる。

 

ニッケル、コバルト、鉄の合金は、従来の顕微鏡(主に学校で使われる)で見ても、普通の観察者にはほとんど同じに見えます。しかし現在では、1000倍も小さいものを観察し、物質を区別することができる高度な顕微鏡がいくつもあるのです。

 

特に研究用の顕微鏡は、生命科学研究において最も要求の厳しい用途のために開発されています。これらの用途では、特に高倍率での高解像度が重要な要素となります。このような顕微鏡には、試料を分析するための特別なカメラや画像処理ソフトウェアが組み込まれていることがよくあります。

 

ドイツのミュンスター応用科学大学の研究者たちは、試料の詳細かつ高度な分析を行うために、磁性を可視化できる新しい顕微鏡を開発しました。彼らはこのプロジェクトに3年以上取り組んできました。

 

どのようにして実現したのか?

この新しい顕微鏡は、磁性材料上でのX線放射の反射を利用しています。研究チームは、データ保存に使われるナノ材料を研究しました。コンピュータは、ハードディスク・ドライブから、あるいはハードディスク・ドライブ上で(磁気的に保存された)ビットを読み書きします。

 

この顕微鏡は、試料の正確な構造と組成、磁性の原因となる元素を突き止めることができます。現在、ドルトムント電子加速器(DELTA)に設置されています。

 

電子加速器(シンクロトロンとも呼ばれる)は、顕微鏡下で試料を検査するために不可欠な、独特な放射線である放射光【シンクロトロン放射による電磁波】を発生させます。この放射光は非常に強力で、太陽放射よりも強力です。つまり、X線や紫外線の領域をはるかに超えているのです。

 

画像出典:ミュンスター応用科学大学 / PT

 

電子加速器は、普遍的な特大のランプに似ています。この新しい顕微鏡は、髪の毛より5分の1も細い焦点で放射光を試料に当てます。

 

顕微鏡の構造

顕微鏡自体はそれなりに小さい(大きな靴箱と同じ大きさ)ものですが、大きな真空槽の中に設置されています。顕微鏡には数多くの小さな部品が詰め込まれています、最も重要なのはユーリッヒ研究センターで製造されている0.23mm幅のレンズです。

 

これらの装置を組み立てるのは困難な作業で、多くの専門知識と忍耐が必要でした。そのうちのいくつかは、肉眼ではほとんど認識できないものだったのです。研究チームはまた、試料の調整と位置決めに使用されるナノモーターなど、いくつかのメカニズムを提供する付属ソフトウェアも開発しました。

 

このような機械は世界でも数少なく、もし興味があれば、研究チームにDELTAシンクロトロンの見学を依頼することができます。

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