AFM图像显示债券形成最大的细节

由现有的令人惊叹的单个原子的显微镜图像看起来更近,德国的科学家们意识到,他们可以观看债券形式对原子之间。¹弗朗茨Giessibl雷根斯堡大学和他的同事们追踪一个一氧化碳分子的力施加在亚原子单个原子分辨率,制造了一个新的解释。

一氧化碳第一助手通过弱的范德华力与金属原子,称为物理吸附。现在,研究人员已经研究了改变强直接结合,称为化学吸收作用。'我们可以记录教科书能量曲线描述了从物理吸附转变为化学吸收作用在实际实验中,近90年后被描述约翰爵士Lennard-JonesGiessibl告诉,必威体育 红利账户。我们不知道其他观察这种级别的细节。”

2015年,Giessibl亚原子决议的团队已经出版原子力显微镜(AFM)的图片单铜和铁原子。²在艰苦的实验中,他的团队第一个地方AFM的一氧化碳分子仪器的铜小费。然后扫描它在单个原子,映射在力量微小变化尺度几picometres,或几此一米。但他们发现让他们感到困惑。

”当时,假设一氧化碳技巧基本上成像一个样本的总电荷密度,“Giessibl解释道。这应该意味着斥力顶端是最大的在原子的中心,也就是说,他们看起来像球体的AFM图像。而不是排斥掉在他们的中心,他们表现为环。一些科学家认为效果可能会因为一氧化碳分子倾斜,一个已知的问题解释这样的AFM图像。

有力的例子

Giessibl博士生费迪南德Huber和朱利安Berwanger近看铁原子的相互作用。最初的范德华吸引力之后,他们排斥记录,如预期。但是随后出现了更强的吸引力。人们渐渐明白他们这是化学键形成的结果。一氧化碳提示正经历从物理吸附在金属原子化学吸收作用。

一氧化碳之间的范德瓦耳斯键提示一个铁原子创建一个吸引5伏,势能,Giessibl解释道。克服排斥后,化学键与80伏势能发展。”虽然这债券仍低于债券之间的碳排放的一氧化碳分子和铜AFM,它是16倍范德瓦耳斯键。

研究人员看到类似的效果与铜原子,但不是硅原子。相反,在最初的弱的范德华吸引力之后,与预期的球形硅创造了排斥在AFM图像。这些证据表明,科学家们看到化学吸收作用与铁和铜等金属原子,但不是半金属硅。

使情况更令人信服,休伯特艾伯特路德维希马克西米利安慕尼黑大学的团队帮助解释了观测使用密度泛函理论(DFT)计算。他们的模拟表明,图像与杂交电子轨道的金属原子和一氧化碳的氧原子。因此,Giessibl说,称之为债券形成是适当的。

研究表明AFM技巧的需要包括在任何考虑的解释atomically-resolved图像,”评论Ulrike Diebold表面物理专家从维也纳科技大学、奥地利。数据的质量是优秀的。它还显示了令人信服的对比——一个明亮的圆环绕在一个孤立的铜或铁原子的表面——来源。”