由於使用了 X 射線技術，俄亥俄大學和伊利諾伊大學的科學家們能夠獲得令人驚嘆的單個原子圖像。 這是報導在 新聞稿 俄亥俄大學。
自 1800 年代後期發現 X 射線以來，它們已成為許多領域的重要工具。 它是一種具有極高能量和短波長的電磁輻射，其穿透物質的能力使光束在醫學、材料科學、考古學和天體物理學中的成像非常有用。
然而，傳統的 X 射線檢測方法依賴於 X 射線與樣品中許多原子的相互作用來產生可檢測信號。 這是由於單個原子產生的信號極其微弱，因此很難將其與背景噪聲區分開來。
以前X射線能照射到的最小量的標準是10個原子，與之相比，這個成就是革命性的。 它可能會徹底改變科學家和研究人員發現材料的方式。 在他們的研究中，科學家們選擇了鐵和铽原子。
傳統的 X 射線探測器經過改進，配備尖銳的金屬尖端，並結合同步加速器 X 射線掃描隧道顯微鏡 (SX-STEM)，主要用於納米級成像和材料表徵，以檢測來自單個原子的 X 射線激發電子。
簡而言之，SX-STEM 允許科學家使用 X 射線查看材料中的元素並了解其化學成分。 這是通過激發（或激發）原子核中的電子而發生的。 當電子吸收 X 射線並變得興奮時，它們會產生獨特的指紋。 由於這種印記，科學家們可以確定所研究材料中存在的元素類型。
該團隊發現 X 射線吸收光譜揭示了與鐵和铽原子相對應的獨特特徵。 科學家們還使用 X 射線共振隧穿 (X-ERT) 方法來表徵原子的化學狀態，並發現了主要的鐵原子。
有趣的是，研究人員注意到只有當專門的尖端靠近原子放置時才能檢測到 X 射線信號。 這證實了檢測是高度本地化的，並集中在研究人員感興趣的原子上，從而可以對原子的特性和行為進行詳細的表徵和分析。
“這一成就將同步加速器 X 射線輻射與量子隧穿過程相結合，揭示了單個原子的 X 射線特徵，並開闢了許多有趣的研究方向，包括使用同步加速器 X 射線研究單個原子的量子和磁特性輻射，”科學家報告說。
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