化工儀器網(wǎng)首頁>資訊中心>項目成果>正文

科研利器誕生!阿秒顯微鏡精確捕捉電子動態(tài)
2024年09月09日 09:47:29 來源:化工儀器網(wǎng) 作者:宋池 點擊量:9045

亞利桑那大學(xué)研發(fā)出全球最快阿秒顯微鏡,能夠定格電子運(yùn)動瞬間,為物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域帶來突破性進(jìn)展。

  【化工儀器網(wǎng) 項目成果】美國亞利桑那大學(xué)的一支科研團(tuán)隊近日宣布,他們成功開發(fā)出世界上速度最快的阿秒顯微鏡,這一革命性成果能夠以前所未有的精度抓拍運(yùn)動電子的定格圖像,為物理學(xué)、化學(xué)、生物工程及材料科學(xué)等多個領(lǐng)域的研究開辟了全新的可能性。相關(guān)研究成果已發(fā)表在最新一期的《科學(xué)進(jìn)展》雜志上,引起了國際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。
 
  傳統(tǒng)上,透射電子顯微鏡(TEM)作為探索微觀世界的“超級放大鏡”,能夠?qū)⑽矬w放大至數(shù)百萬倍,其獨特的電子束成像技術(shù)使得科學(xué)家能夠深入觀察物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。然而,面對高速運(yùn)動的電子,傳統(tǒng)的顯微鏡技術(shù)往往顯得力不從心。為了突破這一限制,亞利桑那大學(xué)的研究團(tuán)隊創(chuàng)新性地結(jié)合了超快激光技術(shù)與電子顯微鏡,打造出了一款前所未有的阿秒顯微鏡。
 
  這款顯微鏡的核心在于其獨特的超快電子脈沖生成技術(shù)。研究團(tuán)隊通過精密的激光操控,將強(qiáng)大的激光束分裂并轉(zhuǎn)化為兩個超短光脈沖:一個作為泵浦脈沖,負(fù)責(zé)激發(fā)樣品中的電子運(yùn)動;另一個則作為光門控脈沖,其精準(zhǔn)的定時功能如同精密的時間之門,僅允許持續(xù)時間為1阿秒(1阿秒等于十億分之一秒的一億分之一)的單個電子脈沖通過,從而實現(xiàn)了對電子運(yùn)動瞬間的精準(zhǔn)捕捉。
 
  這一創(chuàng)新不僅極大地提升了顯微鏡的時間分辨率,還使得科學(xué)家們首次能夠直接觀察到電子在物質(zhì)中的動態(tài)行為,這對于理解物質(zhì)的基本性質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)機(jī)理以及生物分子間的相互作用等具有重大意義。正如高速攝像機(jī)能夠捕捉運(yùn)動員的每一個細(xì)微動作,這款阿秒顯微鏡也讓科學(xué)家們得以窺見微觀世界中電子的“舞蹈”。
 
  阿秒顯微鏡的問世,不僅為物理學(xué)研究帶來了新的突破點,更在化學(xué)、材料科學(xué)、生物學(xué)等多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。在材料科學(xué)領(lǐng)域,它有助于揭示電子在不同材料中的運(yùn)動規(guī)律,為設(shè)計更高效的半導(dǎo)體器件提供理論支持;在化學(xué)研究中,觀察化學(xué)反應(yīng)過程中電子的重新排列,則為催化劑設(shè)計和新藥開發(fā)開辟了新路徑。
 
  尤為引人注目的是,阿秒顯微鏡在量子計算領(lǐng)域的應(yīng)用前景。量子計算機(jī)的核心——量子比特的狀態(tài)與演化,與電子行為緊密相連。通過精確控制和測量電子的運(yùn)動,科學(xué)家們有望更深入地理解量子計算過程,推動量子計算技術(shù)的快速發(fā)展,開啟計算科學(xué)的新紀(jì)元。
 
  素材來源:科技日報
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+
  • 預(yù)算950萬元 粵港澳大灣區(qū)(廣東)量子科學(xué)中心采購掃描隧道顯微鏡

    近日,粵港澳大灣區(qū)(廣東)量子科學(xué)中心委托中招國際招標(biāo)有限公司組織公開招標(biāo),采購掃描隧道顯微鏡和超高真空稀釋制冷機(jī),預(yù)算950萬元...
    2025-03-11 09:31:43
  • 預(yù)算3820萬 寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院采購球差校正高分辨電鏡

    寧夏大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院采購球差校正高分辨電鏡,預(yù)算3820萬元。
    2025-03-05 14:03:39
  • 55項!2024年湖北省實驗室亮點科技成果入庫名單公布

    2024年湖北省實驗室亮點科技成果共有55項。其中包括大鏡面、大視場MEMS掃描微鏡及其測風(fēng)應(yīng)用、高速光通信半導(dǎo)體激光器芯片等。
    2025-03-05 11:33:05
  • 超5000萬預(yù)算!沈陽理工大學(xué)采購儀器設(shè)備

    近日,沈陽理工大學(xué)就“沈陽理工大學(xué)瞬態(tài)物理力學(xué)與能量轉(zhuǎn)換材料重點實驗室平臺設(shè)備更新項目”發(fā)布公開招標(biāo)公告,預(yù)算金額為5228萬元。
    2025-03-04 09:33:48
  • 背散射電子衍射和能譜一體化系統(tǒng)中標(biāo)結(jié)果公告

    項目名稱:國合通用測試評價認(rèn)證股份公司背散射電子衍射和能譜一體化系統(tǒng)采購,項目編號:0760-2542JG012701,招標(biāo)范圍:...
    2025-03-03 13:56:10
  • 中和場發(fā)射掃描電子顯微鏡中標(biāo)結(jié)果公告

    項目名稱:國合通用測試評價認(rèn)證股份公司場發(fā)射掃描電子顯微鏡采購,項目編號:0760-2542JG012703,招標(biāo)范圍:場發(fā)射掃描...
    2025-03-03 13:52:24

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • 凡本網(wǎng)注明“來源:化工儀器網(wǎng)”的所有作品,均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,并注明“來源:化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • 本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來源(非化工儀器網(wǎng))的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負(fù)責(zé),不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源,并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • 如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
更科學(xué)、更高效進(jìn)行結(jié)晶研究、過程開發(fā)及放大
關(guān)閉