人类观察微观世界的能力突破一百亿分之一米

27日，FEI公司电子光学产品部（原飞利浦电子光学公司）的科学家，成功地使用200千伏加速电压的透射电子显微镜打破了1埃的分辨率极限，人类可以观察到相当于一百亿分之一米的微观世界。这个历史性的突破使得高分辨透射电镜**次拥有可直接观察的、优于1埃的分辨率，而不需要常规的计算机辅助解释。

有名科学家
、科学院院士李方华教授称：“这是一个振奋人心的消息。这无疑将使从事材料科学研究的电子显微学家能在镜下大饱眼福，把材料微结构的研究推上一个新的高度。”

1埃是什么概念？它相当于1纳米的十分之一，一米的一百亿分之一，是原子尺度研究的关键长度单位。

科学家认为，这种可以直接观察无畸变超高分辨率的能力，为纳米科学工作者打开了新的探索大门。小于1埃分辨率，是在FEI公司200千伏TecnaiF20S-TWIN型号的透射电子显微镜上实现的。这架独特设计的电子显微镜装有CEOS公司的球差矫正器和FEI公司的电子单色器，同时样品拥有足够的活动空间，保证一些新兴的电子显微技术在亚埃量级的应用。这些新技术包括三维重构、束扫描、样品在特殊条件（如温度、应力、化学环境）下的实时变化等，都将对纳米材料科学研究带来重大的冲击。

从上世纪三十年代电子显微镜诞生以来,更高的分辨率就一直是电子显微学家追求的目标。普通光学的分辨率定义，即判别图像中*近的两点之间距离，不再适用于相干成像的透射电子显微镜。从高分辩技术诞生以来，人们就给透射电镜赋予两个独立的分辨率概念：一个是直接分辨率,即点分辨率，它是指*佳条件下高分辨像上可直接解释的分辨率；另一个是间接分辨率,即信息极限，它限定了*小的可记录信息，但需要使用这部分信息必须依赖计算机的模拟或特殊的图像处理计算。

到目前为止，常规的电子显微镜拥有的直接分辨率在2埃左右，即使是配有场发射电子枪的电镜，间接分辨率的极限也在0.12nm至0.14nm。上世纪末发展起来的球差系数矫正器，既可以大大提高电镜的直接分辨率，而又不影响到样品的灵活性。同时球差系数不再限制直接分辨率，而限制因素转变为电子源非单色性引起的间接分辨率，两个独立的分辨率（在数值上）就此合二为一。因此，要进一步提高分辨率就必须提高电子源的单色性。

另一方面，电子单色器也是近几年来兴起的新技术。发明单色器的初始动力，是使电子能量损失谱拥有更高的能量分辨率，以探测材料的电子结构，如氧化态、半导体能隙等。结合电子单色器和球差系数矫正器，是大幅度提高电镜分辨率的必然途径。

FEI公司电子光学产品经营**副总裁罗伯·法斯特诺（Rob·fastenau）说：“这一成就直接证实了蜜桃视频APP下载免费对先进电子显微技术发展的许诺。上世纪90年代末FEI公司**将球差矫正器与透射电子显微镜接合。2000年FEI**而且至今仍是**拥有已证实的单色器技术的公司。今天，FEI又是**次将这些先进技术结合为一体，打破了1埃的界限。”

纳米科学家高度赞赏这一重要的技术突破。“成功地应用电子束单色器来改进球差矫正电镜的分辨率，是电子显微领域的一个重要里程碑。”美国加州伯克利大学国家电镜中心的麦克·欧克夫（MichaelO’Keefe）教授指出：“理论早就预言单色器能够进一步改进S-TWIN型号球差矫正的1.4埃的分辨率。可是，众所周知，附加单色器而又不影响电子束成像的质量极为困难。值得为FEI的这一**的成就祝贺。”

有名科学家、科学院院士郭可信教授认为，这一成就“将使材料（特别是纳米材料）的微观结构研究进入一个全新的境界。可以预期,惊人的新发现将指日可待”。

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