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標題: 科學家首次用X射線對單個原子進行成像 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2023-6-15 08:11 AM 標題: 科學家首次用X射線對單個原子進行成像

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　　一組科學家首次利用X射線成功對單個原子進行成像。根據5月31日發表在《自然》雜誌上的研究結果﹐其變革性的優勢壓倒了同領域的其它技術。俄亥俄大學和阿貢國家實驗室的物理學家西維拉在一份新聞稿中說﹕「掃瞄探針顯微鏡可以對原子進行成像﹐但如果沒有X射線﹐就無法分辨它們是由什麼構成的。而我們現在可以準確地探測特定原子的類型﹐一次檢測一個原子﹐並且可以同時測量其化學狀態」﹐西維拉補充道﹐「一旦能夠做到這一點﹐我們就可以將材料構成的細節追溯到單個原子的最終極限。」。
　　在西維拉和他的團隊取得突破之前﹐X射線成像技術只能針對大約10,000個或更多原子進行整體成像。這一限制的原因是單個原子發射的X射線信號過於微弱﹐無法通過傳統方法檢測到。為了克服這個問題﹐研究人員採用了一種稱為同步輻射X射線掃瞄隧道顯微鏡(SX-STM)的技術。
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　　簡而言之﹐SX-STM將X射線成像與一種專用顯微鏡結合在一起﹐該顯微鏡可以通過使用一個極細的導電尖端來對原子表面進行成像﹐該尖端通過X射線激發的電子進行隧道傳輸。而這些電子的能量光譜具有類似元素「指紋」的特性﹐即它們可以準確識別被成像的是什麼原子。同步輻射X射線掃瞄和掃瞄隧道顯微鏡(STM)都是已有的技術﹐但將它們配合使用並非易事。西維拉和他的團隊在這12年中花了很多時間來完善他們的技術。
　　根據西維拉的說法﹐對於他們最新的研究結果﹐該團隊使用SX-STM技術成功對一個鐵原子和一個鋱原子成像﹐並能夠檢測到它們各自的化學狀態。「通過比較鐵原子和鋱原子在各自分子主體內的化學狀態﹐我們發現稀土金屬鋱原子相當孤立﹐不會改變其化學狀態﹐而鐵原子則與其周圍環境強烈地相互作用。」。
　　將來﹐這可以讓科學家們更精準地操縱分子中的單個原子﹐「這一發現將徹底改變世界﹐」西維拉說。

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