科學(xué)家結(jié)合X射線和顯微鏡進(jìn)行精細(xì)實(shí)驗(yàn)

美國(guó)能源部阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家若斯近日宣布：他們已經(jīng)通過(guò)同時(shí)使用X射線分析和高精度顯微鏡，能夠同時(shí)判定物質(zhì)接近原子級(jí)的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)構(gòu)成。這項(xiàng)研究為運(yùn)用于能源的各種材料開辟了新路徑。
    掃描隧道顯微鏡（STM）能讓研究人員在原子級(jí)看到更大范圍的不同材料。但是只能大概看見原子在哪里，并不能提供化學(xué)或者磁性方面的信息。若斯最近的一項(xiàng)研究彌補(bǔ)了這一缺陷。他帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)綜合了阿貢實(shí)驗(yàn)室的高級(jí)光子源、納米材料中心和電子顯微鏡中心所提供的資源，發(fā)明了X射線同步加速器掃描隧道顯微鏡技術(shù)。該技術(shù)將X射線同步加速器（由高級(jí)光子源提供）同STM結(jié)合在一起。該團(tuán)隊(duì)曾用一個(gè)小銅樣品檢測(cè)該技術(shù)的局限和優(yōu)勢(shì)。只用加速器達(dá)不到STM能檢測(cè)到空間分辨率，但是把兩者結(jié)合起來(lái)就能得到研究者期望的數(shù)據(jù)。
    若斯堅(jiān)信這項(xiàng)技術(shù)能幫助科學(xué)家和工程師開發(fā)新一代的催化劑、納米磁系統(tǒng)和太陽(yáng)能電池。對(duì)于催化劑，有這種程度的分辨率可以根據(jù)個(gè)別催化劑顯示活性部位在哪里，而且能準(zhǔn)確地看到這種反應(yīng)是怎樣發(fā)生的。對(duì)于太陽(yáng)能電池，能得到目前降低它效率的表面雜質(zhì)的更好圖像。
    若斯預(yù)測(cè)這項(xiàng)新技術(shù)將最終能夠研究各個(gè)原子的電子化學(xué)和磁性能。
    基于這項(xiàng)研究的報(bào)告《X射線同步加速器掃描隧道顯微鏡：同步輻射誘導(dǎo)銅遠(yuǎn)近場(chǎng)轉(zhuǎn)換的指紋圖譜》刊登在《先進(jìn)功能材料》上。