В Сеульском центре квантовой нанотехнологии ученые провели магнитно-резонансную томографию, получив изображение магнитного поля отдельных атомов.
МРТ выполняют в медицинских учреждениях для выявления заболеваний и определяют плотность ядер водорода в области исследования. Классическая методика МРТ нуждается в миллиардах атомов для формирования четкой изображения.
Новая работа, опубликованнаяЖурнал Nature Physics публикует статью о том, что теперь возможен этот процесс для отдельного атома. Ученые использовали сканирующий туннельный микроскоп с иглой, имеющей толщину в один атом. Такой прибор позволяет получать изображения и исследовать отдельные атомы, перемещая наконечник по поверхности.
Исследователи изучили два материала: железо и титан. Оба обладают магнитными свойствами. Благодаря качественной обработке образцов атомы стали хорошо видны в микроскоп. Ученые использовали микроскоп совместно с МРТ, чтобы отобразить трехмерное магнитное поле, создаваемое атомами с высокой точностью.
Чтобы это сделать, к острому металлическому наконечнику микроскопа прикрепили несколько атомов. Магнитные атомы на наконечнике и исследуемой поверхности взаимодействовали подобно обычным магнитам: отталкивали или притягивали друг друга. Измерив силу этого взаимодействия, ученые смогли получить детальное изображение магнитного поля атомов.
В будущем исследователи намерены применять разработанный метод МРТ для визуализации распределения спина в более сложных объектах, например, молекулах и магнитных материалах.