美國能源部阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家若斯近日宣布：他們已經(jīng)通過同時使用X射線分析和高精度顯微鏡，能夠同時判定物質(zhì)接近原子級的物理結(jié)構(gòu)和化學(xué)構(gòu)成。這項研究為運(yùn)用于能源的各種材料開辟了新路徑。
掃描隧道顯微鏡(STM)能讓研究人員在原子級看到更大范圍的不同材料。但是只能大概看見原子在哪里，并不能提供化學(xué)或者磁性方面的信息。若斯最近的一項研究彌補(bǔ)了這一缺陷。他帶領(lǐng)的團(tuán)隊綜合了阿貢實(shí)驗(yàn)室的高級光子源、納米材料中心和電子顯微鏡中心所提供的資源，發(fā)明了X射線同步加速器掃描隧道顯微鏡技術(shù)。該技術(shù)將X射線同步加速器(由高級光子源提供)同STM結(jié)合在一起。該團(tuán)隊曾用一個小銅樣品檢測該技術(shù)的局限和優(yōu)勢。只用加速器達(dá)不到STM能檢測到空間分辨率，但是把兩者結(jié)合起來就能得到研究者期望的數(shù)據(jù)。
若斯堅信這項技術(shù)能幫助科學(xué)家和工程師開發(fā)新一代的催化劑、納米磁系統(tǒng)和太陽能電池。對于催化劑，有這種程度的分辨率可以根據(jù)個別催化劑顯示活性部位在哪里，而且能準(zhǔn)確地看到這種反應(yīng)是怎樣發(fā)生的。對于太陽能電池，能得到目前降低它效率的表面雜質(zhì)的更好圖像。
若斯預(yù)測這項新技術(shù)將最終能夠研究各個原子的電子化學(xué)和磁性能。
基于這項研究的報告《X射線同步加速器掃描隧道顯微鏡：同步輻射誘導(dǎo)銅遠(yuǎn)近場轉(zhuǎn)換的指紋圖譜》刊登在《先進(jìn)功能材料》上。