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Los rayos X se consideran una sonda adecuada para la caracterizaci\u00f3n de materiales a nivel at\u00f3mico porque su distribuci\u00f3n de longitud de onda es comparable al tama\u00f1o de un \u00e1tomo. Y hay varias t\u00e9cnicas para arrojar rayos X a las cosas para ver c\u00f3mo se juntan en escalas realmente peque\u00f1as.<\/p>\n\n\n\n
Uno de ellos son los rayos X de sincrotr\u00f3n, en los que los electrones se aceleran a lo largo de una pista circular hasta el punto en que brillan intensamente con luz de alta energ\u00eda. Para tratar de resolver escalas realmente finas, Ajayi y sus colegas utilizaron una t\u00e9cnica que combina rayos X de sincrotr\u00f3n con una t\u00e9cnica de microscop\u00eda para obtener im\u00e1genes a escala at\u00f3mica llamada microscop\u00eda de t\u00fanel de barrido. Este emplea una excelente sonda conductora de punta afilada que interact\u00faa con los electrones del material de prueba en lo que se conoce como “tunelizaci\u00f3n cu\u00e1ntica”. En proximidades muy cercanas (como medio nan\u00f3metro), la posici\u00f3n precisa de un electr\u00f3n es incierta, manch\u00e1ndolo a trav\u00e9s del espacio entre el material y la sonda; el estado del \u00e1tomo puede entonces medirse en la corriente resultante. <\/p>\n\n\n\n Juntas, las dos t\u00e9cnicas se conocen como microscop\u00eda de t\u00fanel de barrido de rayos X sincrotr\u00f3n (SX-STM). La radiaci\u00f3n X amplificada excita la muestra y el detector en forma de aguja recoge los fotoelectrones resultantes. Y es una t\u00e9cnica emocionante que abre algunas posibilidades bastante incre\u00edbles: el a\u00f1o pasado, el equipo public\u00f3 un art\u00edculo sobre el uso de SX-STM para rotar una sola mol\u00e9cula.<\/p>\n\n\n\n Esta vez, fueron a\u00fan m\u00e1s peque\u00f1os, intentando medir las propiedades de un solo \u00e1tomo de hierro. Crearon por separado ensamblajes supramoleculares, incluidos iones de hierro y terbio dentro de un anillo de \u00e1tomos en lo que se conoce como ligando. Un \u00e1tomo de hierro y seis de rubidio se unieron con ligandos de terpiridina; el terbio, el ox\u00edgeno y el bromo se unieron usando ligandos de piridina-2,6-dicarboxamida. Estas muestras luego se sometieron a SX-STM.<\/p>\n\n\n\n La luz que recibe el detector no es la misma que la luz emitida a la muestra. Algunas longitudes de onda son absorbidas por electrones en el n\u00facleo at\u00f3mico, lo que significa que hay algunas l\u00edneas m\u00e1s oscuras en el espectro de rayos X recibido.<\/p>\n\n\n\n Estas l\u00edneas m\u00e1s oscuras, encontr\u00f3 el equipo, son consistentes con las longitudes de onda absorbidas por el hierro y el terbio, respectivamente. Los espectros de absorci\u00f3n tambi\u00e9n podr\u00edan analizarse para determinar los estados qu\u00edmicos de estos \u00e1tomos. Para el \u00e1tomo de hierro ocurri\u00f3 algo interesante. La se\u00f1al de rayos X solo pod\u00eda detectarse cuando la punta de la sonda se ubicaba precisamente sobre el \u00e1tomo de hierro en su estructura supramolecular y muy cerca.<\/p>\n\n\n\n Esto, dicen los investigadores, confirma la detecci\u00f3n en el r\u00e9gimen de tunelizaci\u00f3n. Debido a que la tunelizaci\u00f3n es un fen\u00f3meno cu\u00e1ntico, esto tiene implicaciones para el estudio de la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica.<\/p>\n\n\n\n “Nuestro trabajo”, escriben los investigadores, “conecta los rayos X de sincrotr\u00f3n con un proceso de tunelizaci\u00f3n cu\u00e1ntica y abre futuros experimentos de rayos X para caracterizaciones simult\u00e1neas de las propiedades elementales y qu\u00edmicas de los materiales en el l\u00edmite m\u00e1ximo de un solo \u00e1tomo”.<\/p>\n\n\n\n Eso es probablemente al menos tan bueno como los huesos.<\/p>\n\n\n\n La investigaci\u00f3n ha sido publicada en Nature<\/a>.<\/p>\n\n\n\n![\"\"](\"https:\/\/einsteresante.com\/wp-content\/uploads\/2023\/05\/image-82.png\")