헬륨 현미경, 자금 조달
섬세한 구조의 비파괴 이미징을 위한 새로운 유형의 현미경은 스핀아웃 회사인 D-Beam과 함께 Cockcroft Institute에 기반을 둔 리버풀 대학 QUASAR 그룹에서 개발할 예정입니다.
양자 가스 제트 기반 헬륨 원자 현미경(qHAM)은 양자 기술 상업화를 위한 영국 국가 전략의 일환으로 Innovate UK로부터 자금 지원을 받았습니다. 빔 진단에 대한 팀의 획기적인 작업을 기반으로 합니다.
리버풀 대학의 물리학과장이자 Cockcroft Institute의 선임 학자인 Carsten Welsch 교수는 주사 헬륨 현미경(SHEM)이 X선이나 하전 전자를 사용하는 것보다 많은 이점을 제공할 것이라고 말했습니다. 직물, 생물학적 샘플 및 유기 필름을 파괴하고 자기장을 사용할 때 어려움을 나타냅니다.
“중성 헬륨 빔은 시료에 전하를 전달하지 않는 화학적, 전기적 및 자기적으로 불활성인 표면 프로브를 제공합니다. 이것은 깨지기 쉬운 구조를 손상시키지 않고 이미지화할 수 있는 기회를 만듭니다.”라고 교수가 설명했습니다.
SHEM은 헬륨 가스를 고압으로 펌핑하여 작은 구멍을 통해 진공으로 확장할 수 있도록 합니다. 헬륨 원자는 샘플에서 후방 산란되어 광학 현미경보다 더 높은 해상도를 제공하며 산란 경로의 범위는 이미지 내에서 대비를 생성합니다.
“주사 헬륨 현미경이 얼마 동안 사용 가능했지만 핵심 과제는 해상도를 제공하는 너비를 최소화하면서 노이즈를 극복하기 위해 이미징 빔의 강도를 최대화하는 것이었습니다. 이것은 헬륨 원자를 고속으로 가속시키는 진공에서 기체의 초음속 팽창을 생성함으로써 달성됩니다.”
“QUASAR 그룹은 CERN 및 GSI의 파트너와 협력하여 이미 초음속 가스 제트 빔 모니터링을 개발했습니다. technology 대형 강입자 충돌기(Large Hadron Collider)의 고광도 업그레이드를 위해 노력하고 있으며, 우리는 이 지식을 바탕으로 양자 현미경을 개발할 것입니다.”라고 Welsch 교수는 말했습니다.
qHAM은 두 가지 양자 현상을 기반으로 합니다. 파동 물질 이중성(양자 물체는 동시에 파동 또는 입자로 작용할 수 있음) 및 파동
물질 간섭(회절 패턴을 사용하여 입자의 위치를 식별할 수 있음).
이 프로젝트에서 QUASAR 그룹의 기초 연구는 산업에 대한 과학적 혁신의 이점을 신속하게 추적하기 위해 Welsch 교수가 공동 설립한 회사인 D-Beam에 의해 상업화될 것입니다.