在JST-SENTAN计划(先进测量和分析系统和技术开发，日本科学技术机构)下，东京大学的Naoya Shibata教授和JEOL有限公司的联合开发团队开发了一种革命性的电子显微镜，该显微镜采用了新设计的磁性物镜，在样品位置残余磁场小于0.2 mT的情况下，实现了直接原子分辨成像，空间分辨率sub-Å。据我们所知，这是第一次实现这样的目标。
自1931年开创性的透射电子显微镜(TEM)发明以来的88年里，研究人员一直在追求更好的空间分辨率。设计具有较小透镜像差系数的磁物镜是必要的，用于扫描TEM (STEM)的像差校正透镜系统已经达到了-Å以下的空间分辨率。
用于原子分辨率TEM /茎的电流磁冷凝器 - 物镜 - 镜头系统的一个临界缺点是，样品必须插入高达2-3吨的非常高的磁场中。这种高领域可以严重妨碍原子分辨率的成像many important soft/hard magnetic materials, such as silicon steel, because the strong field can greatly alter–or even destroy–the material’s magnetic and sometimes physical structure. Recently, the development of new magnetic materials has advanced rapidly. As atomic-scale structural analysis is key to the abovementioned technology, a solution to this problem has long been required.
联合团队开发了一种新的无磁场目标 - 透镜系统，其中包含两个圆形镜片，其位于样品平面的精确镜像配置中。该新透镜系统在样品位置提供极小的残余磁场，同时将强烈激励的前/后物镜放置到样品上，以获得用于原子分辨率成像的短焦长条件。因此，样品中心附近产生的残余磁场是多少<0.2mt，比用于原子分辨率TEM /茎成像的传统磁性物镜中的值小为10,000倍。
该联合团队已经使用这个新系统来观察晶粒取向硅钢片的原子结构，这是最重要的软磁工程材料之一。这张纸被用作变压器和电机的核心材料，它的原子分辨率表征的个别缺陷一直被寻求。利用新开发的透镜系统，可以清晰地观察到硅钢的解析原子结构，并实现了电子显微镜在无磁场环境下的直接原子分辨成像，实现了磁性材料的原子级结构表征。
新开发的电子显微镜可以与传统的tem / stem相同的操作方式。预计它将促进各种纳米技术领域的进一步研究和发展。
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