强磁场是探索科学前沿的一种极度实验条件,在创造新征象、催生新技能方面具有不可替代的浸染,自1913年以来在高温超导、量子材料、生命科学等领域屡有重大创造,已有19项干系成果得到诺贝尔奖。
2017年我国在合肥建成重大科技根本举动步伐“稳态强磁场实验装置”,该装置拥有3台场强创天下记录的水冷磁体,以及场强排名环球第二的稠浊磁体。但由于稠浊磁体运行过程中产生的强震撼滋扰,只能用其开展宏不雅观尺度的不雅观测,难以实现微不雅观尺度的不雅观测。
“追踪一个原子,哀求不雅观测仪器极其稳定,轻微晃动一下,原子就会在茫茫的微不雅观天下中消逝难觅。”陆轻铀说。

近期,陆轻铀团队基于小尺寸的“蜘蛛马达”,用新方法设计出一种新型原子分辨率扫描隧道显微镜。它采取蓝宝石绝缘材料加工,外径仅8.8毫米,可直接插入到稠浊磁体的孔径中并真空密封。经测试,他们成功地在稠浊磁体30特斯拉的超强磁场下,得到了石墨的高品质原子分辨率图像。
以上技能方案是在真空环境下实现的,难以对活性生物体进行不雅观测。为此,陆轻铀团队进一步深入研究,又成功搭建出一套室温大气环境下的抗恶劣条件扫描隧道显微镜。经测试,可在27.5特斯拉的稠浊磁体超强磁场下实现原子分辨率成像。
日前,国际有名学术期刊《超显微术》和《科学仪器评论》分别揭橥了这两项研究成果。