由于使用了 X 射线技术，俄亥俄大学和伊利诺伊大学的科学家们能够获得令人惊叹的单个原子图像。 这是报道在 新闻稿 俄亥俄大学。
自 1800 年代后期发现 X 射线以来，它们已成为许多领域的重要工具。 它是一种具有极高能量和短波长的电磁辐射，其穿透物质的能力使光束在医学、材料科学、考古学和天体物理学中的成像非常有用。
然而，传统的 X 射线检测方法依赖于 X 射线与样品中许多原子的相互作用来产生可检测信号。 这是由于单个原子产生的信号极其微弱，因此很难将其与背景噪声区分开来。
以前X射线能照射到的最小量的标准是10个原子，与之相比，这个成就是革命性的。 它可能会彻底改变科学家和研究人员发现材料的方式。 在他们的研究中，科学家们选择了铁和铽原子。
传统的 X 射线探测器经过改进，配备尖锐的金属尖端，并结合同步加速器 X 射线扫描隧道显微镜 (SX-STEM)，主要用于纳米级成像和材料表征，以检测来自单个原子的 X 射线激发电子。
简而言之，SX-STEM 允许科学家使用 X 射线查看材料中的元素并了解其化学成分。 这是通过激发（或激发）原子核中的电子而发生的。 当电子吸收 X 射线并变得兴奋时，它们会产生独特的指纹。 由于这种印记，科学家们可以确定所研究材料中存在的元素类型。
该团队发现 X 射线吸收光谱揭示了与铁和铽原子相对应的独特特征。 科学家们还使用 X 射线共振隧穿 (X-ERT) 方法来表征原子的化学状态，并发现了主要的铁原子。
有趣的是，研究人员注意到只有当专门的尖端靠近原子放置时才能检测到 X 射线信号。 这证实了检测是高度本地化的，并集中在研究人员感兴趣的原子上，从而可以对原子的特性和行为进行详细的表征和分析。
“这一成就将同步加速器 X 射线辐射与量子隧穿过程相结合，揭示了单个原子的 X 射线特征，并开辟了许多有趣的研究方向，包括使用同步加速器 X 射线研究单个原子的量子和磁特性辐射，”科学家报告说。
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