人人有本用

IBM等开发成功可观察原子的电子显微镜    



    美国IBM公司日前宣布，该公司的Thomas J. Watson研究中心与美国Nion公司 联合成功地使用扫描透射电子显微镜（STEM），观察到了单个原子。众所周知，过去用于观察原子的装置是扫描隧道显微镜（STM）等，不过这些装置都是用于精密分析样品表面的原子结构的手段。而透射型电子显微镜尽管在样品表面的精密观察上不如STM，但却可以对样品内部进行观察，而利用STM则难以做到这一点。观察表面和内部原子结构的技术全部开发成功，对于需要分析观察由数十个原子组合而成领域的纳米科技的发展来说，可以说是一个重大新闻。
    IBM等公司此次开发成功的技术是，利用安装在STEM上的被称为“多重极子透镜”的电子透镜，修正了电子象差，从而可以进行过去无法进行的单个原子的识别。此次得到的用于区别2点间位置的“点分辨率”的值为0.075nm（75pm）。由此，就能够识别出在碳薄膜上形成的、构成直径约为5nm的金结晶的单个原子（照片1）。另外还可以在原子级别上观察由硅量子势阱（quantum well）与锗硅合金——Ge30Si70的接合界面的凹凸形状。

    对于此次的成果，日立制作所下属的基础研究所所长长我部信行评价说：“作为提高用于半导体、数据存储介质及材料开发以及生产一线的分析仪器的分辨率的基础技术，该成果将对未来产生深远的影响”。2000年，在与东京大学进行的联合研究中，日立利用透射电子显微镜（TEM），得到了0.0498nm（49.8pm）的“晶格分辨率”，这一数字至今在全世界仍无人能及。“晶格分辨率”是用于识别结晶的表面间隔的指标，尽管与“点分辨率”不同，但据长我部表示：“如果能够很好地对电子透镜的象差进行修正，那么就意味着点分辨率也能够达到与晶格分辨率相同的49.8pm”。

    目前，为了观察原子结构，日立也在进行提高点分辨率的研究，同时，日立还正在致力于利用名为“全息技术”的方法，来测定“电场”、“磁场”及“量子磁通量”等物理量的研究。可以说，由于IBM、日立等公司所进行的研究，支撑纳米科技的分析技术的水平正在稳步提高