实时观察电子运动
在最基本的层次上，理解化学意味着了解电子在做什么。一项发表在《化学物理学报》上的研究不仅实时描绘了电子运动而且观察到了电子质子协同迁移。这种迁移与晶体模型硫酸铵中任何已知的相变都有显著不同。通过把X射线粉末衍射延伸到飞秒领域，研究人员能够描绘硫酸铵晶体内光激发后电荷的位置移动。
“ 我们的实验原型产生了一个类似原子在行动的‘分子电影’，” 德国马克斯玻恩非线性光学和短时间光谱学研究所的作者Michael Woerner说。“时空分辨率分别是在原子时间和大小的级别。 ”
电子位置是通过观察持续数十飞秒（千万亿分之一秒）的X射线脉冲衍射来测绘的。质子和其它核子的位置是从高电子密度区域的位置推导而出。在晶体中，被激发的电子从硫酸基团迁移到晶格中的一个狭窄通道。这个通道由于质子也从相邻的铵基团进入其中而达到稳定。这种迁移机制以前没有被观察到或被建议过，研究者们原本预期会看到比此更小的位移。
据Woerner说，此项技术应能适用于从生物分子到高温超导体等各类材料的 结构研究。“我们预期该技术将被应用到很多有意思的材料系统。”他说。“原则上，飞秒X射线粉末衍射可用于物质的任何结晶态。只有晶体的复杂性和重元素的存在，降低了X射线穿透深度，才导致了一些限制。”
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