突破亚埃分辨率的壁垒

自1930年代Ernst Ruska发明第一台透射电子显微镜 (TEM)以来， 利用电子，人类已经能够窥视微尺度乃至纳米尺度世界。85年后的今天，康奈尔大学David Muller课题组的最新研究成果将这一分辨率提高到0.39 埃 （百亿分之一米），让我们对物质的最根本构成有了前所未有的认识。

      0.39 埃分辨率图像显示了二硫化钼晶格 

（右下图）中一个在低分辨率图像中看不清的硫空位。

来自 DOI 10.10 38/s41586-018-0298-5

在真空中，电子的行为和光一样，既是一种波又是一种粒子。透射电镜中的电子穿过超薄样品，就像光透过电影放映机中的胶片一样，将其中的信息放大供我们观看。由于电子的波长比光短得多，相应的，用电子来显示和放大的物体也能够小得多。

在透射电镜刚刚被发明时，它只能够解析，或者说从视觉上区分出，最近距离1000埃的形貌，这仅与最好的光学显微镜相同。虽然这已足够让我们看到一个不可思议的微观世界，但却远不足以解析单埃尺度的原子键。Muller的新仪器分辨率达到了0.39埃，不仅可以清楚地看到原子，还能看清原子之间的部分。

当前，最尖端的电子技术已到了纳米尺度。研究新材料在电子技术上的应用需要原子级的信息。传统的电子显微镜要达到这样高的分辨能力，需要使用非常高能量的电子束，这会破坏所研究的样品。Muller课题组将 Thermo Scientific的扫描透射电镜（STEM）与他们的新型信号探测器结合，创造出一种新的电镜技术，该技术在获得令人难以置信的分辨能力的同时，对样品改变很轻微。这对研究较脆弱的材料来说是个大好消息，正如他们在最新的突破性研究中对二硫化钼的清楚成像所反映出来的一样。展望未来，这为对无数合成或天然敏感材料的细致分析打开了大门。

本文作者：Christian Maunders博士

赛默飞世尔科技TEM产品营销经理

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