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透射電子顯微鏡在現代材料研究領域中具有廣泛的應用前景

發布日期: 2021-10-26
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  在透射電子顯微鏡中,搭建nano-lab,原位觀察納米材料在外場,如力、熱、光、電、磁等作用下的行為,對于納米材料研究者已經并不陌生。目前,原位電鏡研究進行地如火如荼,并取得了很多令人矚目的成果。今天,就為大家簡單介紹一下原位透射電鏡技術中的一種——液體環境透射電鏡(LiquidcellTEM)。
  絕大多數的液體,包括水和其他有機溶劑,有著較大的飽和蒸氣壓,無法在透射電鏡的高真空環境中存在,因此在研究液體環境中納米材料的行為時,需要構建液體存放單元,將液體與電鏡中高真空環境隔離開來,這就需要利用LiquidcellTEM。LiquidcellTEM實際上就是通過微納加工,制作液體存放單元(Liquidcell),然后將它固定在普通樣品桿或者液體樣品桿頭部,放入電鏡進行觀察。
  原位電子顯微術通過對電鏡中的樣品施加外場刺激使得樣品結構或形貌發生變化,同時利用透射電鏡來研究樣品變化的機制。這一技術的發展使得對靜態物質的電鏡研究發展到了對物質動態變化的觀察。即使如此,所觀察到的在電鏡真空樣品室中發生的物質變化與自然環境中的物質變化過程可能不盡相同,因為在自然環境中大部分物理、化學、和生物過程都發生在含有氣體或液體的環境中。環境電鏡正是為了解決這個問題而設計,通過對電鏡樣品室抽真空系統的改造或者對電鏡樣品桿的特殊設計,使得透射電鏡中的樣品可以處于氣體環境或液體環境之中。這種電鏡特別適用于與氣-液-固體相互作用及反應有關的物理或化學過程并能揭示原子層次的反應機制,在諸如納米材料生長、催化反應、納米電學,納米力學、以及高溫相變等現代材料研究領域中具有廣泛的應用前景和獨特的價值。
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