在最小尺度（埃級(jí)）上理解光與物質(zhì)的相互作用對(duì)推動(dòng)技術(shù)和材料科學(xué)發(fā)展至關(guān)重要。金剛石中的缺陷或電子器件中的分子等原子級(jí)結(jié)構(gòu)會(huì)顯著影響材料的光學(xué)特性和功能。為探索這些微觀結(jié)構(gòu)，科學(xué)家需要突破光學(xué)顯微技術(shù)的極限。

德國(guó)馬克斯·普朗克學(xué)會(huì)弗里茨·哈伯研究所與日本分子科學(xué)研究所/綜合研究大學(xué)院大學(xué)、西班牙CIC nanoGUNE的研究團(tuán)隊(duì)合作，開(kāi)發(fā)出一種散射式掃描近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡（s-SNOM）新技術(shù)，將空間分辨率提升至1納米。這項(xiàng)被稱為"超低針尖振蕩振幅s-SNOM"（ULA-SNOM）的技術(shù)，通過(guò)融合先進(jìn)顯微方法實(shí)現(xiàn)了原子級(jí)材料可視化。相關(guān)成果以“Scattering near-field optical microscopy at 1-nm resolution using ultralow tip oscillation amplitudes”為標(biāo)題，發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》期刊。

圖片:搜狗截圖20250722175407.png

ULA-SNOM示意圖

傳統(tǒng)s-SNOM技術(shù)利用激光照射探針掃描表面，分辨率通常為10-100納米，無(wú)法滿足原子級(jí)成像需求。該團(tuán)隊(duì)將s-SNOM與非接觸原子力顯微鏡（nc-AFM）結(jié)合，在可見(jiàn)激光照射下使用銀質(zhì)針尖構(gòu)建出局域在極微小體積的等離激元腔（特殊光場(chǎng)），從而實(shí)現(xiàn)了埃級(jí)精度的光學(xué)對(duì)比成像。

這項(xiàng)突破使科學(xué)家能在最小尺度研究材料特性，為電子器件和醫(yī)療設(shè)備的新材料設(shè)計(jì)開(kāi)辟道路。精確成像原子缺陷和納米級(jí)結(jié)構(gòu)的能力，為光學(xué)工程和材料科學(xué)帶來(lái)了全新可能。該技術(shù)為原子級(jí)精度表面表征提供了重要工具，將推動(dòng)單分子與原子尺度光學(xué)顯微技術(shù)的未來(lái)發(fā)展。

相關(guān)鏈接：https://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adu1415