微距镜头是很棒的摄影工具，因为它们可以让您以全新的方式更详细地观察周围的世界。但是，如果你有办法看得更近，如此近以至于你可以看到实际的原子呢?这就是由大卫穆勒领导的研究团队在康奈尔大学一直在做的事情。2018 年，康奈尔大学的研究人员构建了一个高功率探测器，当与称为ptychography的算法驱动过程相结合时，以最先进电子显微镜分辨率的三倍捕获原子图像。三年后，康奈尔大学 Samuel B. Eckert 工程学教授 Muller 用更令人印象深刻的探测器引领研究。

该团队的论文“电子 Ptychography Achieves Atomic-Resolution Limits Set by Lattice Vibrations ”概述了一种新的电子显微镜像素阵列检测器 (EMPAD)，其中包括更复杂的 3D 重建算法。EMPAD 和算法的组合非常精细，图像中原子的唯一模糊是由于原子的“热抖动”。

这不仅创造了新纪录，”穆勒说，“它达到了一个实际上将成为解决方案的最终限制的制度。我们现在基本上可以很容易地找出原子的位置。这为我们长期以来一直想做的事情开辟了许多新的测量可能性。它还解决了一个长期存在的问题——消除样品中光束的多重散射，这是 Hans Bethe 在 1928 年提出的——过去阻止我们这样做。

早在 2018 年，这种散射问题就影响了穆勒的团队，如下图所示。当时，鉴于他们使用的检测器和算法，ptychography 过程受到样品厚度的限制。他们只能对只有几个原子厚的样本进行成像。较厚的样品会导致样品中的电子以无法解开的方式散射。