新技术实现10纳米分辨率电场成像，推动纳米科学研究(10项新技术2017)

在材料科学领域，观察纳米尺度的电场分布一直是一个巨大的挑战。近期，来自研究团队的科学家们利用氮-空位中心（NV中心）开发出了一种新型扫描电场成像技术，成功实现约10纳米的分辨率，开创了电场成像的新局面。

这一突破由研究人员Zhi Cheng、Zhiwei Yu和Mengqi Wang等人共同完成，他们利用钻石中的氮-空位中心作为极其敏感的探针，能够在与样品保持近距离接触的同时，显著减少信号失真。这种创新的方法在铁电锂铌酸盐材料上得到了成功应用，使得研究人员能够直接观察到纳米尺度的极性结构及其动态行为，这对于新兴的铁电材料研究至关重要。

该技术的核心在于其扫描氮-空位中心电场测量协议，能够有效克服以往方法的局限性。研究人员设计了一种具有轴对称结构的探针，其振荡幅度在亚纳米级别，确保了探针与样品表面之间的紧密接触，并在反馈模式中实现了出色的稳定性和敏感性。

实验结果显示，研究团队成功获取了18微米区域内的电场梯度图，揭示出一系列周期性条纹，其周期为10微米，与压电响应力显微镜🔬的测量结果一致。对域壁的详细分析表明，使用10%-90%的边缘宽度标准，得到了约10纳米的空间分辨率。研究还通过施加静电场来验证电测量协议，实验数据与理论预测高度吻合，进一步证明了该技术的准确性。

这一创新成果不仅为纳米电场成像提供了新的技术手段，也为材料科学和纳米技术的发展开辟了新方向。未来，研究团队计划在更多材料和应用中进一步探索这一技术的潜力，并致力于提供更详尽的模拟参数及误差分析。