東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の柴田直哉准教授、関岳人特任研究員、幾原雄一教授らの研究グループは、最先端走査型透過電子顕微鏡(STEM)法と独自開発の多分割型検出器を用いて、金原子1個の内部に分布する電場を直接観察することに世界で初めて成功した。この成果は、2017年5月30日に米科学雑誌「Nature Communications(オンライン速報版)」で公開された。

 これまで、原子内部の構造(原子核とそれを取り巻く電子雲)を電子顕微鏡で直接観察することは難しいとされてきたが、今回、同グループは0.05ナノメートル(nm)以下の分解能を有する最先端STEMと独自で開発した多分割型検出器を利用し、世界で初めて金原子内部のプラスの電子核からマイナスの電子雲に向かって電場が湧き出している様子を可視化することに成功した。

 現在、電子顕微鏡は、物理化学、電子情報工学などの基礎研究分野だけでなく、半導体デバイスや医療、IT、創エネ・省エネなど多様な産業分野において広く利用されている。電子顕微鏡性能の向上は、これらの分野、特にナノテクノロジー研究開発水準及び効率を格段に向上させる原動力となる。本研究は、日本の電子顕微鏡技術の水準が世界一であることを示すとともに、各分野のナノテクノロジー研究開発を向上させる契機となる。

論文情報:【Nature Communications】Electric field imaging of single atoms

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