清大陳福榮奈米3D影像分析 實現奈米大師解構夢想
2016/03/06 12:16
[記者洪美秀/竹市報導]清大教授陳福榮實現奈米科技之父費曼大師的夢想,成功解析奈米顆粒的3D原子結構,這項突破性研究,已在上個月的「自然通訊」期刊發表,並展示奈米鍺晶、奈米金橋及奈米氧化鎂顆粒的原子3D斷層結構。
清大表示,費曼1959年曾發表「底層還有大空間」的演講,且提出想看到奈米顆粒3D原子結構的「夢想」。如今這個夢想由陳福榮教授實現,可說為奈米科技研究邁出一大步。
陳福榮和美國勞倫茲國家實驗室電子顯微鏡中心Christian Kisielowski敎授,及比利時安特衛普大學Dirk Van Dyck教授合作,利用低劑量的電子顯微術,在不破壞奈米材料的條件下,重構出奈米顆粒3D影像,發展全新3D電子顯微理論。
陳福榮說,研究團隊以幾近0.1奈米的準確度萃取出奈米顆粒表面的原子分辨形貌,並沿著電子束投影方向定量計數有多少原子,以單一原子準確度定量奈米顆粒的厚度。
此結果在電子顯微鏡技術及理論上都有創新的突破。陳福榮說,在實驗方面,研究團隊發展利用低劑量的電子顯微術,在不破壞奈米材料的條件下,拍攝多張聚焦在不同焦平面的影像、以看出前後位置的原子結構;可決定原子分辨率的表面形貌,準確度高於0.1奈米。
陳福榮表示,從3D影像可以計數出投影方向的原子數目,奈米顆粒在電子束方向厚度的量測可以定量準確到一個原子。藉由表面形貌及準確計數原子個數,奈米顆粒的3D空間形狀就可以在原子分辨率的尺度下重建,如此算是完成費曼的夢想。