東大、単一原子の内部構造を可視化 STEMで電場を直接観察

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  (東大提供)

東京大学大学院工学系研究科付属総合研究機構の柴田直哉准教授、関岳人特任研究員、幾原雄一教授らは、最先端の走査型透過電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）を使って、原子１個の内部電場を直接観察することに成功した。単一原子の内部構造を可視化する究極の顕微鏡法になる。３０日の英科学誌ネイチャー・コミュニケーションズに掲載された。

研究グループは、０・０５ナノメートル（ナノは１０億分の１）以下の分解能を持つＳＴＥＭ法と、独自開発の多分割型検出器を使い、金原子１個の内部に分布する電場を直接観察した。

この電場は、プラスの電荷を持つ原子核と、マイナスの電荷を持つ電子雲との間のわずか０・１ナノメートル以下の領域に分布する。

そのため原子内部の精緻な構造観察や、原子同士をつなぐ結合の直接観察の可能性への道を開き、ナノテクノロジー分野の研究開発の発展が見込める。

この成果により、電子顕微鏡は「原子を見る顕微鏡」から、「原子の内部構造まで見られる」顕微鏡へと進化すると期待される。

日本電子のほか、オーストラリアのモナッシュ大学と共同で研究した。