迄今為止世界上最光滑的平面???穩量子性原子鏡,近日由西班牙馬德里自治大學和馬德里先進納米科學研究所科學家組成的研究小組研制成功。目前,研究小組正在利用這種原子鏡設計原子顯微鏡模型。相關文章發表在最新一期《先進材料》雜志上。
新原子鏡選用納米級材料,具有穩定的量子效應,能夠“超級完美”地反射大多數原子。該原子鏡就像有點彎曲的晶體薄片,由厚度只有50微米的硅晶體組成,硅晶體上覆蓋著一層純度非常高的鉛,厚度只有1納米到2納米。
此鉛層是在-173到-133攝氏度的溫度下鍍到硅片上的,這一溫度區間使得鉛納米層具有穩定的量子效應,能夠保持在鏡片表面活動,并且由于驚人的同步性,鉛在表面的碰撞非常統一,這些特性造就了新鏡片超級平坦光滑的特性。新鏡片的特殊制作工藝還賦予材料另一個獨一無二的好處,即使在室溫下,新鏡片也不會彎曲或斷裂,反而會變得更加平滑,反射能力更強。
原子鏡片是制造原子顯微鏡的重要構件。此前科學家們只能用電子顯微鏡觀察分子的結構,但電子顯微鏡中的加速電子束會破壞研究樣本的生物學特性,比如破壞樣本的細胞膜或某些蛋白質結構。而同樣分辨率的原子顯微鏡就不會對樣本造成破壞,因為原子的質量比電子大很多,獲得同樣波長的光所需要的能量也就低得多,不足以破壞所研究的樣本。
研究人員正在設計改善第一臺基于新原子鏡片的原子顯微鏡樣機,并有望在明年成功問世。
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