Японские ученые объявили о том, что им, впервые в мире, удалось осуществить непосредственное наблюдение атомов водорода. Водород имеет атомное число 1, атом водорода имеет диаметр около 0.1 нм, что делает его самым маленьким атомом из всех элементов периодической системы Менделеева. Сделанное учеными достижение, как ожидается, позволит ускорить научные исследования в области технологий хранения водорода, изготовления полупроводниковых устройств из кремния и других материалов.

Для проведения таких наблюдений ученым пришлось сделать ряд улучшений в конструкции электронного микроскопа ARABF-STEM, который является достаточно новой разработкой и функционирует с 2009 года. Основной доработке подверглась фокусирующая линза микроскопа ARABF-STEM, ее угол отклонения был скорректирован таким образом, что бы обеспечить разрешающую способность в 0.1 ангстрема (1 ангстрем = 0.1 нм).

После доработок электронного микроскопа ученые поместили в его поле зрения кристалл гидрида ванадия (VH2). Ванадий является металлом, активно сорбирующим водород, атомы которого помещаются в пространстве между узлами кристаллической решетки ванадия. Благодаря высокой разрешающей способности усовершенствованного электронного микроскопа ARABF-STEM на полученных снимках можно было четко различить атомы ванадия (помечены на снимке зеленым цветом) и атомы водорода (помечены синим цветом).

Рис. 1. К пояснению результатов эксперимента.

В более ранних исследованиях, проведенных в мае 2010 года, ученые из Токийского университета и компании Toyota Motor Corp наблюдали в электронный микроскоп кристалл окиси сплава лития и кобальта LiCoO₂, материала, выступающего в роли положительного электрода литий-ионных аккумуляторных батарей. Тогда ученым, хоть и с большим трудом, удалось различить на снимках атомы лития, имеющих атомное число 3, атомы кислорода и кобальта, конечно, удалось идентифицировать без труда.

Результаты исследований были опубликованы Обществом прикладной физики Японии (Japan Society of Applied Physics, JSAP) в онлайн-версии английского журнала «Applied Physics Express (APEX)» от 5 ноября 2010 года.