5月25日,美国科学家用电子显微镜像素阵列探测器(EMPAD)与更复杂的三维重建算法相结合,将原子观测的分辨率提高了2个数量级并创下新纪录。借助新技术,科学家可以在三维空间中定位单个原子,这对于观察半导体、催化剂和量子材料来说非常重要,且有望应用于生物医学领域。
2018年,康奈尔大学的大卫·穆勒等人研制了一款高性能探测器,将当时最先进的电子显微镜的分辨率提高了3倍,创下当时最高纪录。尽管这种方法很成功,但它只适用于仅几个原子厚的超薄样品。
有鉴于此,康奈尔大学团队用EMPAD结合更复杂的算法再次打破了自己的纪录,主要研究人员为该校博士后陈震(音译)。相关论文发表于最新一期的《科学》杂志上。
穆勒指出,借助新算法,他们能纠正显微镜所有的模糊,将精度提升2个数量级,达到皮米(万亿分之一米)级精度。
穆勒表示,最新研究创造了新纪录,实际上已成为目前有效观测的分辨率的上限。现在,他们基本上可以用一种非常简单的方法找出原子的位置,这让以前很多无法测量的事物变得可以测量。
研究人员可以通过使用由较重原子组成的材料或通过冷却样品,再次刷新他们的纪录。但即使在零温度下,原子仍有量子涨落,因此,精度的改善空间并不大。
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