據(jù)美國物理學家組織網(wǎng)近日報道,，美國加利福尼亞大學圣地亞哥分校物理學家開發(fā)出一種新型X光顯微鏡,，不僅能透視材料內(nèi)部結(jié)構(gòu),，而且洞察之細微達到了納米水平。該顯微鏡有助于開發(fā)更小的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備,，探測物質(zhì)化學成分,，拍攝生物組織結(jié)構(gòu)等。研究論文發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上,。

X光納米顯微鏡不是通過透鏡成像,，而是靠強大的算法程序計算成像。“這種數(shù)學運算方法相當復雜,，其原理有點像哈勃太空望遠鏡,，就是讓最初看到的模糊圖像變得清晰鮮明。”領(lǐng)導該研究的加州大學圣地亞哥分校副教授奧里格·夏佩克解釋說,，X光探測到物質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)后,，會生成衍射圖案，計算機按照運算法則將這種衍射圖案轉(zhuǎn)化為可辨認的精細圖像,。

為了測試顯微鏡透視物體的能力和分辨率,，研究小組用釓和鐵元素制作了一種層狀膜。目前信息技術(shù)行業(yè)多用這種膜來開發(fā)高容高速,、更微小的內(nèi)存設(shè)備和磁盤驅(qū)動器,。

“這兩種都是磁性材料，如果結(jié)合成一體,，就會自然地形成納米磁疇,。”夏佩克說，在顯微鏡下面,，能看到它們形成的磁條紋,。層狀的釓鐵膜看起來就像一塊千層酥，層層褶皺形成了一系列的磁疇,，就好像一圈圈指紋的凸起,。

“這還是第一次能在納米尺度觀察到磁疇，而且不需要任何透鏡,。”夏佩克解釋說,，這對開發(fā)更小的數(shù)據(jù)存儲設(shè)備非常關(guān)鍵，磁比特可以做得更小,，也就是說讓磁紋變得更細,，從而開發(fā)出磁疇更小的材料，就能在更小的空間里儲存更多數(shù)據(jù),。

“在目前的磁盤表面上,，1個磁比特約15納米大小。我們的顯微鏡能直接拍攝到比特位,，這對拓展未來的數(shù)據(jù)存儲能力打開了新空間,。”論文合著者,、該校電學與計算機工程教授、磁記錄研究中心的埃里克·富勒頓說,。

此外,，該顯微鏡還能用于其他領(lǐng)域。通過調(diào)節(jié)X光的能量,，還能用它來觀察材料內(nèi)部有哪些元素,，這在化學上是非常重要的。在生物學領(lǐng)域,，用X光給病毒,、細胞及各種不同的組織拍照，要比用可見光拍出來的效果好得多,。

夏佩克說,，在計算機工程領(lǐng)域，我們希望能以可控的方式造出新型磁性材料和數(shù)據(jù)存儲設(shè)備,；在生物和化學領(lǐng)域,，能在納米水平操控物質(zhì)。要達到這些目標要求,，必須從納米水平理解材料的性質(zhì),，而X光顯微技術(shù)讓人們真正在納米水平看到了物質(zhì)內(nèi)部