世界最好顯微鏡問(wèn)世 可用肉眼看到單個(gè)原子

                                  
                             在2個(gè)金晶體相遇處，是通過(guò)復雜的原子排列連接在一起的

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

　　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(xué)和FEI與德國CEOS二家顯微鏡公司聯(lián)手開(kāi)發(fā)而成的。傳統的透射電子顯微鏡（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(lái)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(gè)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(gè)學(xué)科的科學(xué)家描述原子級別的結構，能比先前更加準確地分析化學(xué)物質(zhì)。
 
  　TEAM項目負責人尤利•達蒙解釋說(shuō)，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(gè)個(gè)原子調焦，再加上足夠好的靈敏度，可以獲得單個(gè)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(jìn)技術(shù)，包括超穩定電子裝置、改進(jìn)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(huì )使圖像降級，使光點(diǎn)看起來(lái)像圓盤(pán)，校正之后能產(chǎn)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(shuō)：“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(shí)際應用。”這是因為當今的穩定電子裝置可減小漂移，還有快速的電腦能實(shí)時(shí)連續地進(jìn)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。

　　可以搖動(dòng)金原子

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

　　TEAM 0.5的基本系統已經(jīng)在運轉，經(jīng)過(guò)一系列嚴格的調試和調整之后，它將在2008年10月對外開(kāi)放使用。不過(guò)，研究人員現在還在對它進(jìn)行改進(jìn)，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(gè)原子在結構中的位置，得從不同角度進(jìn)行拍照，之后，電腦重組此樣品的3D斷層X(jué)光掃描圖或CAT掃描圖。為做到這一點(diǎn)，此顯微鏡得可以在電子束下傾斜和旋轉樣品，向各個(gè)方向移動(dòng)樣品，這一功能要求正在開(kāi)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(guò)此顯微鏡縱列全部布置好。當電流加大時(shí)，如此操縱樣品會(huì )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(lái)沒(méi)有做到的。當透鏡以不同角度折射不同波長(cháng)的光或電子時(shí)，就會(huì )產(chǎn)生像差。

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