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世界最好顯微鏡問世 可用肉眼看到單個原子

作者:元元 時間:2008-01-28 來源:搜狐科學 收藏

                                   在2個金晶體相遇處,是通過復雜的原子排列連接在一起的
                             在2個金晶體相遇處,是通過復雜的原子排列連接在一起的

       【搜狐科學消息】 據美國《科學日報》今日報道,世界最強大的透射電子顯微鏡(TEM)已經在美國勞倫斯-伯克利國家實驗室安家落戶,可以清晰地看到原子,從而使分析化學物變得極為簡單,只用看一眼他們就行。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/78121.htm
 
                     TEAM 0.5到達0.5埃的分辨率

                                                         TEAM 0.5到達0.5埃的分辨率

 

  分辨率達0.5埃

  傳輸電子失常校正顯微鏡(TEAM0.5)是美國基礎能源科技局、美國伊利諾斯州大學和FEI與德國CEOS二家顯微鏡公司聯(lián)手開發(fā)而成的。傳統(tǒng)的透射電子顯微鏡(TEM)和掃描透射電子顯微鏡的分辨率有限,不能讓研究人員從原子水平來研究材料。此最新的顯微鏡可以達到0.5埃的分辨率,是一個碳原子直徑的4四分之一,比最小氫原子的直徑還要小,從而可以讓各個學科的科學家描述原子級別的結構,能比先前更加準確地分析化學物質。
 
   TEAM項目負責人尤利•達蒙解釋說,此顯微鏡由于分辨率出眾,成為世界最好的顯微鏡,而且,其對照和低信噪比也比他人更勝一籌。“由于其信噪比如此好,可以對一個個原子調焦,再加上足夠好的靈敏度,可以獲得單個納米粒子的3維原子結構的立體信息。”

  為達到這種分辨率,TEAM 0.5采用了最可能的先進技術,包括超穩(wěn)定電子裝置、改進的失常校正器和特別明亮的電子源。球面像差是由鏡頭形狀導致的,會使圖像降級,使光點看起來像圓盤,校正之后能產生戲劇性的驚人效果,使圖像面目一新。在此新顯微鏡中,一系列不同幾何形狀的多極磁鐵鏡頭可塑造電子束。達蒙說:“電子顯微鏡校正球面像差理論上早就可行,但直到最近才成為實際應用。”這是因為當今的穩(wěn)定電子裝置可減小漂移,還有快速的電腦能實時連續(xù)地進行調焦。據介紹,TEAM 0.5可校正更高序列的失常,包括球面像差。

 

 

                                                組裝中的TEAM 0.5
 
                                                                          組裝中的TEAM 0.5

 

  可以搖動金原子

  在FEI公司進行的初步測試中,此顯微鏡能看到2個金晶體接觸時單個原子及其它們搭建的“納米橋”,只有幾十埃寬,將2個晶體連接起來。從一個方向到另一個方向,研究人員看到單個金原子在不斷變換位置。

  TEAM 0.5的基本系統(tǒng)已經在運轉,經過一系列嚴格的調試和調整之后,它將在2008年10月對外開放使用。不過,研究人員現在還在對它進行改進,附加組件和設施正在完善和調試之中,包括控制室顯示屏和高清電視。

    為了解決單個原子在結構中的位置,得從不同角度進行拍照,之后,電腦重組此樣品的3D斷層X光掃描圖或CAT掃描圖。為做到這一點,此顯微鏡得可以在電子束下傾斜和旋轉樣品,向各個方向移動樣品,這一功能要求正在開發(fā)之中。

  現在使用的是比樣品階段更小的機器,新的TEAM階段將通過此顯微鏡縱列全部布置好。當電流加大時,如此操縱樣品會導致變形,新的TEAM階段將可以控制和復制此樣品的位置和姿態(tài),精確度小于十億分之一米。TEAM I顯微鏡將在2009年初安裝。TEAM I還將校正圖像束的像差,這在之前是從來沒有做到的。當透鏡以不同角度折射不同波長的光或電子時,就會產生像差。

  目前,TEAM 已經有了競爭對手,去年2月,美國和日本東京理工大學聯(lián)手在打造有競爭性的S/TEM顯微鏡,將很快勝過TEAM項目的0.5埃分辨率和亞埃3D成像能力。


 
 



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