科学家首次用X射线对单个原子进行成像

人气 1101

【大纪元2023年06月07日讯】(大纪元记者林达编译报导)一组科学家首次利用X射线成功对单个原子进行成像。根据5月31日发表在《自然》杂志上的研究结果,其变革性的优势压倒了同领域的其它技术。

俄亥俄大学和阿贡国家实验室的物理学家西维拉(Sai Wai Hla)在一份新闻稿中说:“扫描探针显微镜可以对原子进行成像,但如果没有X射线,就无法分辨它们是由什么构成的。而我们现在可以准确地探测特定原子的类型,一次检测一个原子,并且可以同时测量其化学状态”,西维拉补充道,“一旦能够做到这一点,我们就可以将材料构成的细节追溯到单个原子的最终极限。”

在Hla和他的团队取得突破之前,X射线成像技术只能针对大约10,000个或更多原子进行整体成像。

这一限制的原因是单个原子发射的X射线信号过于微弱,无法通过传统方法检测到。为了克服这个问题,研究人员采用了一种称为同步辐射X射线扫描隧道显微镜(SX-STM)的技术。

简而言之, SX-STM将X射线成像与一种专用显微镜结合在一起,该显微镜可以通过使用一个极细的导电尖端来对原子表面进行成像,该尖端通过X射线激发的电子进行隧道传输。而这些电子的能量光谱具有类似元素“指纹”的特性,即它们可以准确识别被成像的是什么原子。

同步辐射X射线扫描和扫描隧道显微镜(STM)都是已有的技术,但将它们配合使用并非易事。西维拉和他的团队在这12年中花了很多时间来完善他们的技术。

根据西维拉的说法,对于他们最新的研究结果,该团队使用SX-STM技术成功对一个铁原子和一个铽原子成像,并能够检测到它们各自的化学状态。

“通过比较铁原子和铽原子在各自分子主体内的化学状态,我们发现稀土金属铽原子相当孤立,不会改变其化学状态,而铁原子则与其周围环境强烈地相互作用。”

将来,这可以让科学家们更精准地操纵分子中的单个原子,“这一发现将彻底改变世界,”西维拉说。◇#

责任编辑:叶紫微

相关新闻
银河系中心黑洞周围发现螺旋状强大磁场
在家为电动车充电 有多省钱超你想像
无人机改变战场 专家忧AI自主武器威胁人类
哈勃望远镜发现褐矮星越老就越孤独
纪元商城
这种肥皂不会耗损 永远陪伴你
每日更新:春天里的素色清道夫 不知疲倦
这种杯子为何如此火爆 加州女子偷65个被捕
这些亚马逊好物 让你生活品质大提升
如果您有新闻线索或资料给大纪元,请进入安全投稿爆料平台
评论