本期《自然》封面：技术应用里程碑

　　

生物通报道：来自日本大阪大学（Osaka University），日本科学技术振兴机构（Japan Science and Technology Agency，简称“JST”），西班牙马德里自治大学（Universidad Autonoma de Madrid），以及捷克科学院（Academy of Sciences of the Czech Republic）的研究人员利用原子力显微镜（atomic force microscopy）对一个多元素体系中单个原子进行了化学识别，这为低温及室温环境提供了一个可靠通用的识别工具，是材料学，生物学等各领域技术应用上的一个里程碑。这一研究成果公布在3月1日的《Nature》杂志上。

之前同样是在《Nature》杂志上，法国与日本的研究人员在显微技术（热辐射扫描隧道显微技术）上也取得了重要的进展，详细见本期《自然》焦点文章：新型显微镜。

（图片所示为由硅原子（红色）、锡原子（蓝色）和铅原子（绿色）按相同比例在一个硅（111）基质上形成的一种表面合金的一幅形貌图）

原文摘要：
Nature 446, 64-67 (1 March 2007) | 
doi:10.1038/nature05530; Received 12 August 2006; Accepted 4 December 2006
Chemical identification of individual surface atoms by atomic force microscopy
[Abstract]

扫描探针显微技术（Scanning probe microscopy，SPM）在20世纪90年代得到迅速发展，应用到了包括物理、化学、生物、材料等众多领域。其中原子力显微镜（atomic force microscopy，AFM）是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。它通过检测待测样品表面和一个微型力敏感元件之间的极微弱的原子间相互作用力来研究物质的表面结构及性质。将一对微弱力极端敏感的微悬臂一端固定，另一端的微小针尖接近样品，这时它将与其相互作用，作用力将使得微悬臂发生形变或运动状态发生变化。扫描样品时，利用传感器检测这些变化，就可获得作用力分布信息，从而以纳米级分辨率获得表面结构信息。

在这篇文章中，研究人员利用这种方法进行了多元素体系中单个原子的化学识别，这一方法涉及对被探测原子与AFM尖部之间短距离化学力的精确量化，它能为低温及室温环境提供一个可靠而通用的识别工具。这种原子级的识别方法在如催化、材料科学和半导体技术等广泛的研究领域都可能找到用武之地。
（生物通：万纹）

附：
本期《自然》焦点文章：新型显微镜

生物通报道：来自法国巴黎市工业物理化学学校(Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles)，日本Nanophotonics Laboratory-RIKEN等处的研究人员发明了一种称为“热辐射扫描隧道显微镜”（Thermal radiation scanning tunnelling microscopy，TRSTM）的显微技术，这一研究成果公布在12月7日《Nature》杂志上。

光学成像所能达到的分辨率受所使用光的波长限制，即存在所谓的衍射极限。“近场扫描光学显微镜”技术（near-field scanning optical microscopy，NSOM)是利用样品近场光信号成像的一种光学显微镜技术，可以通过使用一种比入射光波长小的探针来测绘样品表面的电磁场，从而绕过了这个限制，所能达到的分辨率远远超过衍射极限。这种技术的应用应用使人们突破光学显微镜的衍射极限，以光学的方法，观察得到样品微米以及纳米尺度的形貌和光学图像，为科学研究提供新的方法和手段，在纳米科技发展中将具有重要的应用价值。 

在这篇研究报告中，研究人员提出了一种NSOM的变通技术，它完全不需要外部光源了。新方法被称为“热辐射扫描隧道显微镜”（TRSTM），它所利用的是来自样品本身的热红外线辐射，几乎可以看作是一台在近场工作的夜视照相机。在这篇文章中，研究人员也演示了第一张表面等离子（surface plasmons）的TRSTM图像。