2009年2月18日
一个新的成像技术由研究人员开发的伊利诺伊大学克服了衍射极限,可以揭示了单个纳米晶体的原子结构的分辨率小于一埃(不到一厘米的一个当年)。
小组合的光学和电学性质的原子称为量子点取决于他们的电子结构——不仅仅是表面上的,而且里面有什么。虽然科学家可以计算电子结构,但是他们需要知道原子是定位准确。
得到这个信息,然而,已被证明是一个挑战等纳米晶体量子点。映射出原子的位置需要线索提供的衍射模式。但量子点是如此之小,衍射单独提供的线索是不够的。
通过结合两个的信息来源——图像和衍射模式用相同的电子显微镜——美国的研究人员即可以实现sub-angstrom解决结构之前是不可能做到的。
“我们表明,硫化镉纳米晶体,提高图像分辨率允许其原子结构的决心,“说Jian-Min左(吉姆),材料科学与工程教授我的美国。亚博网站下载亚博老虎机网登录论文的通讯作者,描述了高分辨率成像系统在2月出版的《自然物理。
电子显微镜的图像可以解决单个原子在纳米晶体,但原子很快遭受辐射损伤,这限制了观察的长度。从x射线衍射模式可用于确定大晶体的结构,而不是纳米晶体太小,不衍射。
实现sub-angstrom决议,左和他的同事们开发了一种反复的算法流程和结合了从低分辨率图像形状信息和结构信息的高分辨率的衍射模式。图像和衍射模式都是用相同的透射电子显微镜。
“低分辨率图像提供了起点在梁中部通过提供缺失的信息,并且提供基本标志调整衍射模式,“左说,他也是大学研究员的弗雷德里克·塞茨材料研究实验室。亚博网站下载“我们的相位复原算法进行重构图像。”
为了演示技术,研究人员重新审视硫化镉量子点。
“我们选择硫化镉量子点由于其尺度依赖的光学和电子性质,这些性质和原子结构的重要性,“左说。“硫化镉量子点在太阳能转换和潜在的应用在医学成像。”
使用叠词算法,最小的分离镉和硫原子列测量为0.84埃,研究人员报告。
“由于低分辨率图像可以从不同的来源获得,我们的技术一般适用于非周期结构,如接口和局部缺陷,“左说。“我们的成像技术还提供了一个依据单个纳米粒子的三维结构。”yabo214
左,论文的合著者前博士生和作者黄尾戒缠住在陶氏化学有限公司(现在),即美国教授材料科学和工程学Moonsub垫片,前博士后研究助理本江在范有限公司(现在),和前博士生Kwan-Wook Kwon在林研究(现在)。亚博网站下载亚博老虎机网登录
美国能源部、美国化学学会和美国国家科学基金会资助的这项工作。亚博老虎机网登录