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2023-12-08 11:11:04

新的显微镜技术强大到足以观察原子振动

新的显微镜技术强大到足以观察原子振动

新纪录

康奈尔大学的一个工程师团队开发了一种新的显微镜技术,这种技术强大到足以在三维空间中发现单个原子,并创造出如此清晰的图像,以至于唯一的模糊来自原子本身的运动。

根据周四发表在该杂志上的研究,这项技术依赖于电子显微镜和复杂的3D重建算法,它不仅创造了原子分辨率的新纪录。研究人员甚至说,这可能是显微镜所能达到的最好效果。

“这不仅创造了一项新纪录,”主要作者、康奈尔大学工程师大卫·穆勒在一次新闻发布会上说。他说:“这个机制实际上将成为解决问题的最终极限。我们现在基本上可以用一种非常简单的方法找出原子的位置。这为我们长期以来一直想要做的事情开辟了许多新的测量可能性。”

摇摆不定了

过去对单个原子进行成像和研究的尝试导致了模糊的图像,因为很难得到精确的图像。但是现在科学家们实际上可以观察到原子的摆动和振动——他们说,新图像中的运动模糊证明了它们的精度,而不是技术故障。

穆勒在发布会上说:“有了这些新算法,我们现在能够纠正显微镜的所有模糊,使我们剩下的最大模糊因素是原子本身的摆动,因为这就是原子在有限温度下发生的事情。”

思考模式的转移

之前的单原子分辨率记录实际上是由同一个团队在2018年创造的,但当时他们只能对只有几个原子厚的极薄材料的样本进行成像。然而,他们的新技术使他们能够在更厚、更真实的样本上工作,甚至可以用来改善医学成像。

穆勒在新闻稿中表示:“我们希望将其应用于我们所做的一切。”“到目前为止,我们都戴着非常糟糕的眼镜。现在我们有一对很好的。你为什么不想把旧眼镜摘下来,戴上新眼镜,一直用呢?”