我国学者研制出可观测原子图像的“防震”显微镜

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新华社合肥7月3日电(记者徐海涛)在原子水平上观察物质是许多尖端科学研究的基础。最近，中国科学院合肥材料科学研究所陆轻铀研究团队在国际上首次研制出了混合磁体极端条件下的原子分辨率扫描隧道显微镜，能够在强振动环境下获得高质量的原子分辨率图像。

强磁场是探索科学前沿的极端实验条件，在发现新现象和推广新技术方面发挥着不可替代的作用。自1913年以来，在高温超导、量子材料和生命科学领域取得了重大发现，19项相关成果获得诺贝尔奖。

2017年，中国在合肥建设了重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”，该装置拥有三块磁场强度世界纪录的水冷磁体和世界第二大磁场强度的混合磁体。然而，由于混合磁体运行过程中产生的强烈振动干扰，它只能用于宏观尺度的观测，而难以实现微观尺度的观测。

“追踪一个原子需要观测仪器极其稳定。如果你稍微摇动一下，原子就会在微观世界中消失。”卢轻铀说道。

最近，陆轻铀研究小组设计了一种基于小型“蜘蛛马达”的新型原子分辨率扫描隧道显微镜。它由蓝宝石绝缘材料制成，外径仅为8.8毫米，可直接插入混合磁体的孔中，并可密封。经过测试，他们在30特斯拉混合磁体的超强磁场下成功获得了高质量的石墨原子分辨率图像。

上述技术方案是在真实的空环境下实现的，很难观察到活体。为此，陆轻铀团队做了进一步深入的研究，并成功搭建了一套针对室温和大气环境恶劣条件下的扫描隧道显微镜。经过测试，在27.5特斯拉混合磁体的超强磁场下可以实现原子分辨率成像。

最近，国际著名学术期刊《超显微术》和《科学仪器评论》分别发表了这两项研究成果。

来源：搜狐微门户