2009年8月28日
IBM（NYSE：IBM）科学家已经能够使用称为非接触原子力显微镜的复杂技术来对具有前所未有的分辨率的分子内部的“解剖学”或化学结构进行成像。
结果将使用分子和原子的探索最小，可能会极大地影响纳米技术领域，纳米技术领域试图理解和控制一些最小的物体知道人类。
“尽管不是确切的比较，但如果您考虑医生如何使用X射线来图像人体内部的骨骼和器官，那么我们正在使用原子力显微镜来成像单个分子的骨干的原子结构，”IBM研究员Gerhard Meyer说。“扫描探针技术为原型复杂的功能结构以及在原子规模上调整和研究其电子和化学特性提供了惊人的潜力。”
该团队目前的出版物紧随两个月前在6月12日的《科学》（第324卷，第5933期，第1428-1431页）上发表的另一个实验之后，IBM科学家使用AFM测量了原子的收费状态。欧洲杯线上买球这些突破将开辟新的可能性，以研究电荷如何通过分子或分子网络传输。比当今的处理器和内存设备，了解原子量表的电荷分布对于建造更小，更快，更节能的计算组件至关重要。这些组件有一天可以通过帮助乐器和互连物理世界来为IBM对智能星球的愿景做出贡献。
正如IBM Research的8月28日《科学杂志》中报道的那样 - 苏黎世欧洲杯线上买球科学家Leo Gross，Fabian Mohn，Nikolaj Moll和Gerhard Meyer与Utrecht University的Peter Liljeroth合作，使用了AFM，在Ultraigh Vacuum和非常低的温度下运行（-268OC或-451OF），以成像单个五苯分子的化学结构。凭借其AFM，IBM科学家有史以来第一次能够透过电子云观察并看到单个分子的原子骨干。虽然不是直接的技术比较，但这让人联想到通过软组织的X射线，以实现骨骼清晰的图像。
倾斜秤的技巧
AFM使用锋利的金属尖端测量尖端和样品之间的微小力，例如分子，以创建图像。在目前的实验中，研究的分子是五苯。五烯是一种长方形有机分子，由22个碳原子和14个氢原子组成，长度为1.4纳米。相邻的碳原子之间的间距仅为0.14纳米的劳动，比一粒沙子的直径小100万倍。在实验图像中，清楚地解析了五个碳环以及分子中碳原子的六角形形状。甚至可以从图像中推导出分子的氢原子的位置。
IBM科学家Leo Gross说：“实现原子分辨率的关键是原子上清晰的尖端顶点以及系统的稳定性。”为了成像具有AFM的分子的化学结构，有必要在非常靠近分子的情况下进行操作。化学相互作用对力的显着贡献的范围小于纳米。为此，要求IBM科学家提高尖端的敏感性并克服一个主要限制：与两个磁铁接近时两种磁铁吸引或排斥的方式相似，分子很容易被尖端移位或附着在尖端上。当尖端接近时，不可能实现进一步的测量。
Gross补充说：“我们通过故意捡起单个原子和分子来准备了尖端，并表明，控制AFM测量的对比度和分辨率是最重要的尖端原子或分子。”用一氧化碳（CO）分子终止的尖端产生的最佳对比度在尖端高度的高度约为0.5纳米的高度上方，如要成像的分子和作用，例如强大的放大镜玻璃在五烯分子中分辨出单个原子，从而揭示了其确切的原子原子原子- 尺度化学结构。
此外，科学家能够得出所研究的分子的完整三维力图。Fabian Mohn说：“要获得完整的力图，在机械上还是热中需要高度稳定的显微镜，以确保在数据采集超过20个小时的数据中，AFM和分子的尖端都保持不变。”正在攻读他的博士学位。IBM研究的论文 - 苏黎世。
为了证实实验发现并进一步了解成像机制的确切性质，IBM科学家Nikolaj Moll对所研究的系统进行了第一原理密度的功能理论计算。他解释说：“这些计算帮助我们了解了导致原子对比的原因。实际上，我们发现它的来源是CO和五苯分子之间的Pauli排斥。”这种排斥力源于称为保利排除原理的量子力学效应。它指出，两个相同的电子不能太接近彼此。
L. Gross，F。Mohn，N。Moll，P。Liljeroth和G. Meyer的科学论文名为“通过原子力显微镜解决的分子的化学结构”出现在科学中，第325卷，第5944期，第5944页，PP欧洲杯线上买球。1110-1114（2009年8月28日）。
IBM科学家首先成像分子的解剖结构