分享本文至 E-mail 信箱
學術引用格式
MLA
APA
EndNote(.enw)

X光譜術成功探測單一原子

日本研究人員首度利用 X 光能量散佈光譜術(energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDX)成功探測到單一原子。儘管這項技術相當困難,此研究成果在使用 X 射線研究探測奈米結構和元件的領域上,邁出了正確且重要的一步。

能偵測單一原子發出的光子對於研究奈米結構與元件的特性有極大的助益。以往這方面的研究主要是利用電子能量損失譜(electron energy loss spectrum, EELS)來探測單一鑭系金屬原子或較輕的碳原子等。然而,EELS 需使用高能電子束,因此只適用於某些元素,否則會造成樣品損壞。此外,金與鉑之類的貴重金屬亦很難以 EELS 獲得高精準度的探測結果;這是一項嚴重的缺點,因為在觸媒、隕石或抗癌藥物等研究中,樣本內通常僅含有微量的貴金屬元素。

圖片來源:nanotechweb.org

EDX 是一種能對廣泛材料進行化學測定的好方法,不過要以 EDX 來探測單一原子,研究人員需要能獲得高品質的光電子能譜(photoemission spectrum),但是這並非易事。最近,日本奈米碳管研究中心(Nanotube Research Center)的 Kazu Suenaga 團隊與日本電子公司和九州大學的研究夥伴表示,藉助著先進的激發與探測儀器,他們已經利用了 EDX 成功探測單一鉺原子。

在該實驗中,他們研究了「金屬富勒烯鉺豆莢」(metallofullerene erbium peapod),每一個「豆莢」是由籠狀碳 82(carbon-82 cage)分子內填一個鉺原子所構成,並以奈米碳管作為豆莢支架。如此配置的好處在於能產生非常有序的排列結構,各個金屬原子相距約為 1 nm,因此在 X 光譜上能輕易辨別這些原子。

研究團隊利用電子顯微鏡的聚焦電子束(可聚焦至數埃)來激發鉺原子,然後以新研發的大尺寸(約 100 mm2)矽漂移探測器(silicon drift detector, SDD)收集鉺原子發出的 X 光。Suenaga 指出,X 光通常會往各個方向發射,所以普通大小的探測器只能收集到一小部分 X 光,而他們的大型 SDD 至少能將光子收集率提高數倍。他表示,能以這種方式對單一原子進行 X 光譜分析,將會是奈米光學研究的一大利器。詳見 Nano Lett.|DOI: 10.1021/nl300584r。

譯者:劉家銘(逢甲大學光電學系)
責任編輯:蔡雅芝
原文網址:EDX detects single atoms—nanotechweb.org [2012-08-07]

本文來自 NanoScience 奈米科學網 [2012-08-26]


泛科學5月主題徵文:我念XX系,但我現在在做OO

不論是推甄繁星填志願,選科系時,爸爸媽媽阿姨叔叔還有隔壁鄰居總要你想想你要唸的XX系未來出路是什麼。但在這世界好快心好累的時代,我們大學修的很多學分都很難學以致用,「不務正業」、做著跟大學主修乍看沒什麼關係的工作,可能才是常態!

已經出社會的人們啊,你大學念什麼系?現在又正在做什麼?跟我們分享吧!

  1. 請告訴我們:
    • 你是怎麼開始從事這份工作的?大學的訓練跟它有關係嗎?
    • 日常工作內容有哪些?最常面臨的考驗是什麼?
    • 周圍的人/家人對於工作內容有哪些誤解
    • 對於有志從事同業的讀者們有哪些建議
  2. 徵文時間:即日起至 5/31止
  3. 稿酬細節:每篇字數範圍 1500-2000字,如蒙錄用將於投稿一周內回覆,稿酬 1000元整。
  4. 請將文章寄到:contact@pansci.asia


職場玩家看過來,測試你在職場上屬於哪一種人?

現在到泛科學院臉書玩遊戲,就告訴你量身打造的職場進擊攻略,還可以獲得泛科學院的課程折扣碼,而且買課程再送課程!

職場生存戰傳送門:http://bit.ly/2JX19XX

關於作者

主要任務是將歐美日等國的尖端奈米科學研究成果以中文轉譯即時傳遞給國人,以協助國內研發界掌握最新的奈米科技脈動,同時也有系統地收錄奈米科技相關活動、參考文獻及研究單位、相關網站的連結,提供產學界一個方便的知識交流窗口。網站主持人為蔡雅芝教授。

網站更新隱私權聲明
本網站使用 cookie 及其他相關技術分析以確保使用者獲得最佳體驗,通過我們的網站,您確認並同意本網站的隱私權政策更新,了解最新隱私權政策