世界最好显微镜问世 可用肉眼看到单个原子

在2个金晶体相遇处，是通过复杂的原子排列连接在一起的

【搜狐科学消息】　据美国《科学日报》今日报道，世界最强大的透射电子显微镜（TEM）已经在美国劳伦斯-伯克利国家实验室安家落户，可以清晰地看到原子，从而使分析化学物变得极为简单，只用看一眼他们就行。

　　分辨率达0.5埃

　　传输电子失常校正显微镜(TEAM0.5)是美国基础能源科技局、美国伊利诺斯州大学和FEI与德国CEOS二家显微镜公司联手开发而成的。传统的透射电子显微镜（TEM）和扫描透射电子显微镜的分辨率有限，不能让研究人员从原子水平来研究材料。此最新的显微镜可以达到0.5埃的分辨率，是一个碳原子直径的4四分之一，比最小氢原子的直径还要小，从而可以让各个学科的科学家描述原子级别的结构，能比先前更加准确地分析化学物质。

　TEAM项目负责人尤利•达蒙解释说，此显微镜由于分辨率出众，成为世界最好的显微镜，而且，其对照和低信噪比也比他人更胜一筹。“由于其信噪比如此好，可以对一个个原子调焦，再加上足够好的灵敏度，可以获得单个纳米粒子的3维原子结构的立体信息。”

　　为达到这种分辨率，TEAM 0.5采用了最可能的先进技术，包括超稳定电子装置、改进的失常校正器和特别明亮的电子源。球面像差是由镜头形状导致的，会使图像降级，使光点看起来像圆盘，校正之后能产生戏剧性的惊人效果，使图像面目一新。在此新显微镜中，一系列不同几何形状的多极磁铁镜头可塑造电子束。达蒙说：“电子显微镜校正球面像差理论上早就可行，但直到最近才成为实际应用。”这是因为当今的稳定电子装置可减小漂移，还有快速的电脑能实时连续地进行调焦。据介绍，TEAM 0.5可校正更高序列的失常，包括球面像差。

　　可以摇动金原子

　　在FEI公司进行的初步测试中，此显微镜能看到2个金晶体接触时单个原子及其它们搭建的“纳米桥”，只有几十埃宽，将2个晶体连接起来。从一个方向到另一个方向，研究人员看到单个金原子在不断变换位置。

　　TEAM 0.5的基本系统已经在运转，经过一系列严格的调试和调整之后，它将在2008年10月对外开放使用。不过，研究人员现在还在对它进行改进，附加组件和设施正在完善和调试之中，包括控制室显示屏和高清电视。

为了解决单个原子在结构中的位置，得从不同角度进行拍照，之后，电脑重组此样品的3D断层X光扫描图或CAT扫描图。为做到这一点，此显微镜得可以在电子束下倾斜和旋转样品，向各个方向移动样品，这一功能要求正在开发之中。

　　现在使用的是比样品阶段更小的机器，新的TEAM阶段将通过此显微镜纵列全部布置好。当电流加大时，如此操纵样品会导致变形，新的TEAM阶段将可以控制和复制此样品的位置和姿态，精确度小于十亿分之一米。TEAM I显微镜将在2009年初安装。TEAM I还将校正图像束的像差，这在之前是从来没有做到的。当透镜以不同角度折射不同波长的光或电子时，就会产生像差。

　　目前，TEAM 已经有了竞争对手，去年2月，美国和日本东京理工大学联手在打造有竞争性的S/TEM显微镜，将很快胜过TEAM项目的0.5埃分辨率和亚埃3D成像能力。