Автор: 
Учёных особенно интересуют нанотекстуры, которые распределены неравномерно по всей тонкой пленке, поскольку они могут придавать материалу новые свойства. Наиболее эффективным способом изучения нанотекстур является их непосредственная визуализация, что обычно требует сложной электронной микроскопии и не позволяет сохранить образец. Используя сочетание мощного рентгеновского излучения, алгоритмов поиска фаз и машинного обучения, исследователи из университета Корнелла выявили сложные нанотекстуры в тонкоплёночных материалах, предложив новый, упрощённый подход к анализу потенциальных кандидатов для квантовых вычислений и микроэлектроники.
Исследование опубликовано в журнале PNAS. Новый метод визуализации использует фазовый поиск и машинное обучение для инверсии традиционно собираемых данных рентгеновской дифракции — таких как данные, полученные на Корнельском источнике синхротронного излучения высокой энергии — в визуализацию материала в реальном пространстве в наномасштабе. Использование дифракции рентгеновских лучей делает этот метод более доступным для учёных и позволяет получить изображение большей части образца. Съёмка большой площади важна, потому что она отражает истинное состояние материала. Нанотекстура, измеренная локальным зондом, может зависеть от выбора места зондирования.
Ещё одним преимуществом нового метода является то, что он не требует разделения образца на части, что позволяет динамически изучать тонкие плёнки, например, вводить свет, чтобы увидеть, как развиваются структуры. Метод был протестирован на двух тонких плёнках, первая из которых имела известную нанотекстуру, используемую для проверки результатов визуализации. После тестирования второй тонкой плёнки — изолятора Мотта с физическими свойствами, связанными со сверхпроводимостью — исследователи обнаружили новый тип морфологии, который ранее не наблюдался в материале — наношаблон, вызванный деформацией, который спонтанно формируется при охлаждении до криогенных температур.
