扫描透射电子显微镜观测金原子内部电场分布情况

扫描透射电子显微镜观测金原子内部电场分布情况

电子显微镜是物理化学、材料科学、生命科学等研究领域不可缺少的检测仪器之一，可对微生物、小分子等进行观测，从而得出重要的研究成果。目前的扫描透射电子显微镜(STEM)和多分区检测器，成功观测到金原子内部电场的分布情况，该成果发表于近日出版的《自然·通讯》网络版上。

日本东京大学柴田直哉准教授领导的研究小组，利用目前的扫描透射电子显微镜(STEM)和多分区检测器，成功观测到金原子内部电场的分布情况——该电场分布在原子核与电子云之间不到0.1纳米的区域内。成果对观察原子内部精密结构极为重要，使未来直接观察原子间如何结合成为可能。

扫描透射电子显微镜电子探针的大小决定对影像的分辨能力，目前镜片技术的影像分辨力可达0.05纳米以下。电子探针可以检测出由原子产生的散射信号，因此可实现原子可视化。尽管到目前为止，电子显微镜可观测到原子，但直接观察原子内部结构(原子核及电子云)却极为困难。

研究小组使用分辨能力达0.05纳米以下的扫描透射电子显微镜和他们开发的多分区检测器，对一个金原子内部进行观测，结果发现，在带正电荷的原子核与带负电荷的电子云之间电场的影响下，电子束的行进角度和位置发生了变化，从而直接观察到了原子内部的电场分布，成功捕捉到了原子内部电场从原子核向电子云方向涌动的情形。

目前，电子显微镜广泛应用于物理化学、电子信息工程学、材料科学、生命科学等基础研究领域；也在半导体设备、医疗、信息通信、能源等产业“大显身手”。提高电子显微镜的性能，对纳米技术研究尤为重要。该研究小组的下一步计划是，挑战直接观察原子间如何联系结合这一难题。

该成果发表在近日出版的《自然·通讯》网络版上。

编辑点评

电子显微镜在各大检测领域及科研实验室都发挥着重要的作用，是实验室进行实验研究的重要仪器，随着检测的要求越来越高，提高电子显微镜的性能显得尤为重要，成果对原子内部的电场分布情况进行了观测，这表明科研技术正在不断提高，对原子间结构进行观测也将在不久实现。