수소는 지속 가능한 에너지 미래로의 전환에서 핵심 요소로, 청정 연료 기술, 에너지 저장 및 반도체 공학에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 이처럼 중요한 수소는 낮은 질량과 기존 현미경 탐침과의 약한 상호작용 때문에 직접 이미징이 어렵습니다. 본 연구에서는 중성 및 극히 저에너지 헬륨 원자 빔에 기반한 독점적인 표면 감응 영상 기술인 주사 헬륨 현미경(SHeM)을 사용하여 수 mm 규모의 측면 길이를 가지는 수소 패시베이션 표면의 최초 직접 공간 분해 이미지를 제시합니다. HF:NH4F 처리한 Si(111) 표면을 모델 시스템으로 하여, 수소 패시베이션된 표면과 비패시베이션 표면 간 강한 대비뿐 아니라 명목상 균질한 수소 층 내 국부적 이질성도 직접 관찰하였습니다. 이러한 공간적 특징은 온도 프로그램 탈착 및 헬륨 회절 측정으로 추가 분석되어, 관찰된 대비가 지형이나 흡수보다는 수소 안정화 표면 격자로부터의 표면 회절에 기인함을 확인하였습니다. 이 연구는 SHeM을 경원자 표면 이미징을 위한 강력한 도구로 확립하며, 다양한 분야에서 수소 관련 현상의 광범위한 시사점을 갖습니다.
Ke Wang (수요일,) 이 이 질문을 연구했습니다.