Спиральное движение в сочетании с методами реконструкции изображений — это подход, который может помочь ученым лучше понять поведение электрического заряда на микроскопическом уровне, что важно для улучшения батарей и электронных устройств.
Фото: Стивен Джесси/ORNL, Министерство энергетики США.

Исследования, проведенные Марти Чека и Лиамом Коллинзом из Национальной лаборатории Ок-Ридж, стали пионерами новаторского подхода, описанного в журнале Nature Communications, к пониманию поведения электрического заряда на микроскопическом уровне.

Их результаты могут улучшить эффективность, срок службы и производительность батарей, солнечных элементов и других электронных устройств.

В статье команда объяснила свой подход, который позволяет визуализировать движение заряда на уровне нанометра, или одной миллиардной доли метра, но на скоростях, в тысячи раз превышающих традиционные методы.

Коллинз описал этот метод как аналог высокоскоростной камеры, которая позволяет снимать подробные видео крыльев колибри в движении, тогда как раньше были возможны только размытые снимки.

Для достижения этой возможности они использовали сканирующий зондовый микроскоп, оснащенный автоматизированной системой управления, которая обеспечивает уникальную спиральную структуру для эффективного сканирования, а также передовые методы компьютерного зрения для анализа данных. Быстрое и тщательное представление процессов, демонстрируемое новым подходом, ранее было недостижимо.

«Метод, представленный в этом исследовании, расширяет набор инструментов, доступных пользователям Центра наук о нанофазных материалах при ORNL, облегчая исследование различных устройств и материалов», — сказал Чека.