88年知识的集大成，划时代的电子显微镜开发成功

88年知识的集大成，划时代的电子显微镜开发成功

-能够直接观察磁铁、钢铁等磁性材料的原子-

科学技术振兴机构 (JST)、东京大学、日本电子株式会社

概要

◆  原理上，磁铁、钢铁等磁性样品放入强磁场中内部结构被破坏，电子显微镜很难观察到原子构造。

◆  在显微镜的心脏设计了新的透镜（ZL），将样品上的磁场几乎降为0，成功地直接观察到电磁钢板的原子构造。 

◆  期待成为电动车上使用的磁铁、电磁钢板、高密度磁性记录介质等磁性材料的研究开发中不可或缺的高端计测设备。

在JST 计测分析技术・设备开发program, 东京大学大学院工学系研究科附属综合研究机构 柴田 直哉 机构长和日本电子株式会社共同开发团队开发出划时代的电子显微镜。该电镜采用新型的透镜（ZL），世界上首次实现了在无磁场条件下原子的直接观察，并成功地详细观察磁性材料的原子。

自1931年鲁斯卡和诺尔研制世界上**台透射电镜(TEM)开始，一代一代的科学家们经过不懈的努力研究开发，不断突破各种限制，88年后的今天终于研制出可以直接观察磁性材料样品的原子尺度观察的电子显微镜。

本开发成果于2019年5月24日发表在英国科学杂志「Nature Communications」online版。

1.    研究背景和经纬（略） 

2.    研究内容（略）

3.    今后的展开（略）

参考图片

图1  新开发的原子分辨无磁场电子显微镜 (MARS)

200KV加速电压。箭头所示位置是新开发的物镜，上部是Zxin的球差校正装置（DELTA型）

图2 GaN结晶中的原子观察例

(左)无磁场电子显微镜像   像中的辉点对应的是Ga原子位置。此时样品上的磁场保持在0.2mT以下。(右) 左图的放大像，92pm Ga-Ga原子分辨率

图3.电磁钢板 (Fe-3%Si)结晶中的原子观察例

(左) 含有铁和3%Si的电磁钢板的无磁场电子显微镜像。像中的辉点对应的是Fe原子位置。此时样品上的磁场保持在0.2mT以下。(右) 左图的放大像，143pm Fe-Fe原子分辨率