美國能源部TEAM 0.5計劃
TEAM 計劃是由美國能源部基礎能源科學司投資數千萬美元資助的顯微學項目。該項目將促成一臺新型顯微鏡的誕生。這臺能在前所未有的0.5 埃分辨率下直接觀察和分析納米結構的顯微鏡，必將創造卓越的新科學良機。0.5 埃大約是碳原子尺寸的三分之一，也是原子尺度研究的一個關鍵尺寸。 在此項獨一無二的計劃中，電子顯微學領域頗有建樹的五家主要實驗室(阿貢國家實驗室，Brookhaven 國家實驗室，勞倫斯伯克力國家實驗室，橡樹嶺國家實驗室，Frederick Seitz 材料研究室)通力合作，并篩選出FEI 公司為研發伙伴。每家實驗室分別在這項雄心勃勃的使命中擔當不同的角色，以期實現(甚至在三維空間)直接觀察原子尺度的有序度、電子結構、單體納米結構的動態。提議中的電子顯微鏡，自成一小型材料科學實驗室，可進行實時的分析和特征描述，以促進獨特的多學科交叉研究。 像差矯正電子顯微技術將是TEAM 顯微鏡的核心。為達到0.5 埃分辨率而需要的更密集、更明亮的電子束，也會導致更強的樣品信息、更高的圖像襯度、更靈敏的分析本領以及史無前例的空間分辨率。成功開發新型像差矯正器將展現最基本的原子世界景觀。矯正器的設計和開發，將與CEOS 公司(FEI 公司在尖端矯正器技術上的協作單位)合作完成。 傳輸電子失常校正顯微鏡(TEAM0.5)是美國基礎能源科技局、美國伊利諾斯州大學和FEI與德國CEOS二家顯微鏡公司聯手開發而成的。傳統的透射電子顯微鏡（TEM）和掃描透射電子顯微鏡的分辨率有限，不能讓研究人員從原子水平來研究材料。此最新的顯微鏡可以達到0.5埃的分辨率，是一個碳原子直徑的4四分之一，比最小氫原子的直徑還要小，從而可以讓各個學科的科學家描述原子級別的結構，能比先前更加準確地分析化學物質。 TEAM項目負責人尤利?達蒙解釋說，此顯微鏡由于分辨率出眾，成為世界最好的顯微鏡，而且，其對照和低信噪比也比他人更勝一籌。“由于其信噪比如此好，可以對一個個原子調焦，再加上足夠好的靈敏度，可以獲得單個納米粒子的3維原子結構的立體信息。” 為達到這種分辨率，TEAM 0.5采用了最可能的先進技術，包括超穩定電子裝置、改進的失常校正器和特別明亮的電子源。球面像差是由鏡頭形狀導致的，會使圖像降級，使光點看起來像圓盤，校正之后能產生戲劇性的驚人效果，使圖像面目一新。在此新顯微鏡中，一系列不同幾何形狀的多極磁鐵鏡頭可塑造電子束。達蒙說：“電子顯微鏡校正球面像差理論上早就可行，但直到最近才成為實際應用。”這是因為當今的穩定電子裝置可減小漂移，還有快速的電腦能實時連續地進行調焦。據介紹，TEAM 0.5可校正更高序列的失常，包括球面像差。 在FEI公司進行的初步測試中，此顯微鏡能看到2個金晶體接觸時單個原子及其它們搭建的“納米橋”，只有幾十埃寬，將2個晶體連接起來。從一個方向到另一個方向，研究人員看到單個金原子在不斷變換位置。 TEAM 0.5的基本系統已經在運轉，經過一系列嚴格的調試和調整之后，它將在2008年10月對外開放使用。不過，研究人員現在還在對它進行改進，附加組件和設施正在完善和調試之中，包括控制室顯示屏和高清電視。 為了解決單個原子在結構中的位置，得從不同角度進行拍照，之后，電腦重組此樣品的3D斷層X光掃描圖或CAT掃描圖。為做到這一點，此顯微鏡得可以在電子束下傾斜和旋轉樣品，向各個方向移動樣品，這一功能要求正在開發之中。 現在使用的是比樣品階段更小的機器，新的TEAM階段將通過此顯微鏡縱列全部布置好。當電流加大時，如此操縱樣品會導致變形，新的TEAM階段將可以控制和復制此樣品的位置和姿態，精確度小于十億分之一米。TEAM I顯微鏡將在2009年初安裝。TEAM I還將校正圖像束的像差，這在之前是從來沒有做到的。當透鏡以不同角度折射不同波長的光或電子時，就會產生像差。 目前，TEAM 已經有了競爭對手，去年2月，美國和日本東京理工大學聯手在打造有競爭性的S/TEM顯微鏡，將很快勝過TEAM項目的0.5埃分辨率和亞埃3D成像能力。
