2018年，來(lái)自康奈爾大學(xué)的研究人員建造了一個(gè)極高功率的探測(cè)器，該探測(cè)器使用一種稱為ptychography的算法驅(qū)動(dòng)過(guò)程，將目前最先進(jìn)的電子顯微鏡的分辨率提高了兩倍。在這個(gè)過(guò)程中，這一突破創(chuàng)造了分辨率紀(jì)錄，但那時(shí)候的機(jī)器只對(duì)只有幾個(gè)原子厚的超薄樣品起作用。

由康奈爾大學(xué)的一些相同研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)新團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種新的電子顯微鏡像素陣列檢測(cè)器(EMPAD)，使用更精細(xì)的三維重建算法將他們2018年的記錄提高了2倍。該項(xiàng)目的研究人員說(shuō)，分辨率是如此精細(xì)，唯一剩下的模糊是來(lái)自樣品本身的原子的熱抖動(dòng)。該研究團(tuán)隊(duì)由大衛(wèi)·穆勒領(lǐng)導(dǎo)，他說(shuō)新的顯微鏡不只是創(chuàng)造了一個(gè)新的記錄;它定義了一個(gè)新的邊界，它實(shí)際上將成為顯微鏡分辨率的一個(gè)終極極限。

穆勒還說(shuō)，這項(xiàng)發(fā)展為科學(xué)家們長(zhǎng)期以來(lái)想測(cè)量的事情開(kāi)辟了新的可能性。這一突破解決了一個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題，即解除了光束在樣品中的多重散射，這是科學(xué)家漢斯·貝特在1928年定義的概念，過(guò)去一直阻礙著科學(xué)家解決這一問(wèn)題。

斑點(diǎn)成像技術(shù)利用重疊的散射圖案掃描材料樣品，并尋找重疊區(qū)域的變化。穆勒說(shuō)，科學(xué)家們正在追逐斑點(diǎn)圖案，這些圖案看起來(lái)很像貓咪喜歡攻擊的激光筆圖案?？茖W(xué)家希望看到圖案的變化，并能計(jì)算出引起該圖案的物體的形狀。

探測(cè)器略微失焦，光束很寬，以盡可能捕捉最廣泛的數(shù)據(jù)。該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的復(fù)雜算法重建了圖案，形成了一個(gè)極其精確的圖像，精度達(dá)到一皮米。

關(guān)鍵詞： 顯微鏡 分辨率 原子 科學(xué)家