环境透射电镜中电子束活化气体在材料表面改性方面的机理及应用研究

随着原位透射电子显微技术的不断发展与成熟,在近使役环境中对材料进行高空间与高时间分辨率下的研究得以广泛开展。而环境透射电镜(Environmental transmission electron microscope,E⁃TEM)与材料真实服役环境的一个重要区别在于所引入的环境气氛和样品材料本身都不可避免地受到电子束辐照的影响,因此多数研究都聚焦在如何降低或消除电子束辐照对研究结果的负面干扰。但实际上E⁃TEM中高能电子束可以起到较强的“催化”作用,从而激发出一些原本只有在苛刻条件下才能出现的现象或反应,助力材料改性、新材料合成及相应的微观反应机理的原位研究。本文以近几年作者所在研究团队及合作者利用E⁃TEM中电子束活化CO_(2)和H2气体分子在提升活泼金属耐蚀性、稳定性、辅助陶瓷的室温焊接及样品表面原位清洁等方面的具体应用为例,对电子束促进气固反应、改性材料表面及相关机理进行了介绍,并结合相关实验研究提出了固体表面吸附对电子束诱导气体活化过程的关键作用,更新了之前人们对电子束是通过提高游离态气体反应活性影响气-固间相互作用的认知。

透射电镜表征晶体结构的程序设计原理

表征晶体结构是透射电镜(TEM)的常规分析工作.文章介绍了在透射电子衍射方法下任意单晶体结构与衍射花样之间的关系.为了简化仪器操作和透射电子衍射数据分析,根据前述晶体结构与衍射花样的关系运用Python计算机语言设计智能化采集单晶透射电子衍射数据的操作系统和衍射数据分析程序.介绍了分析程序的主要功能,软件根据输入实际的TEM衍射花样计算出晶体结构、晶胞参数及衍射晶面指数.另外,软件还可以计算出任意晶体在某一取向下的衍射花样特征,例如计算了立方、四方、正交、六方和菱方晶系单晶在基本晶带轴下衍射花样特征.结果为材料研究者表征单晶结构提供了参考或有用的工具.

透射电镜电子染色方法的改良

为提高透射电镜生物样品超薄切片的染色效率,在传统染色方法基础上进行改良,使用自制染色装置,在较短时间内完成大批生物样品超薄切片的电子染色。与传统方法相比较省时省药,减少污染机率,电镜观察的超微结构清晰,反差较好。

Fe-C纳米微粒的透射电镜观察与选区电子衍射分析

利用透射电镜观察和选区电子衍射分析研究了在18kPa的Ar气氛中通过交流电弧法制备的Fe -C纳米微粒。结果表明微粒主要为两种类型 :一类是FeC合金微粒 ,另一类是具有氧化层结构的Fe微粒 ,不同粒径的微粒类呈现不同聚集特性。

背散射电子衍射与透射电镜在单晶铝形变组织研究中的应用

本文采用背散射电子衍射 (EBSD)及透射电镜 (TEM)技术对拉伸变形单晶铝 ([110 ]方向平行于拉伸轴 )的显微组织进行了表征 ,直接对比了两种分析手段所得结果的异同。结果发现 ,单晶铝形变显微组织中表现为明显的带状特征 ,TEM及EBSD技术的表征结果非常吻合 ,但EBSD不能完全反映出位错界面的分割特征 ;相对于TEM而言 ,EBSD技术所能分析的试样区域较大 。

量子点在透射电镜中的电子辐照损伤行为

本文以ZnCdS和CsPbBr_(3)量子点为例,研究了量子点在透射电镜中的电子辐照损伤行为。研究表明:低倍率(<100 k)下量子点受到的辐照损伤较小,对成像的影响可以忽略;在高倍率(400 k)下,电子束辐照会对量子点造成极大的损伤,导致其形貌和结构都产生明显的改变;光强越大,辐照时间越长,样品的损伤越严重。本文同时介绍了一种偏转光路的拍照技巧,可以有效地减少电子束辐照对量子点的结构破坏,并获得清晰度较高的高分辨图像。

球差校正透射电镜技术探究SrTiO_(3)/SrTiO_(3)同质薄膜导电起源

通过脉冲激光沉积方法沿着SrTiO_(3)衬底(001)方向生长了SrTiO_(3)/SrTiO_(3)(001)同质外延薄膜,薄膜退火前为导电状态,在氧气气氛中退火后变为绝缘态。运用环形高角暗场像、环形明场像和能量损失谱等多种先进的球差校正透射电镜技术,从原子尺度分析薄膜表面和界面处的原子占位、电子结构以及氧空位等。研究发现,退火前薄膜表面存在TiO_(x)(1<x<2)重构层,退火后重构层仍然存在,但Ti的价态有所升高。同时,通过原子分辨率的能量损失谱分析对比了退火前后Ti和O的价态变化,发现:退火前薄膜表面和界面附近存在氧空位,薄膜表面的氧空位更多,退火后氧空位消失。因此,对于SrTiO_(3)/SrTiO_(3)同质薄膜来说,薄膜导电的起源主要为薄膜表面和界面附近氧空位的共同作用。

电子显微学专业课的透射电镜样品制备实习课

电子显微学是一门技术性强、应用广泛的综合性学科,其中的透射电镜样品制备过程复杂。结合教学实践,详细介绍了电子显微学专业课教学过程中的透射电镜样品制备实习课的教学实施过程及其教学效果。透射电镜样品制备实习课的开设,做到了课堂教学与实验教学的紧密结合,以期取得更好的教学效果。

扫描透射电镜中厚样品的电子散射与透过率特性的模拟研究

电子散射和电子透过率是影响厚膜样品扫描透射电镜成像及其检测应用的重要因素。本文根据样品材料中电子的弹性散射和非弹性散射模型,采用蒙特卡罗方法模拟了能量为100~300 keV的电子在微米级厚非晶薄膜样品中的散射过程,并计算了在扫描透射电镜明场模式下的电子透过率特性。电子透射厚样品的散射次数和出射角分布都由于样品厚度的增大而明显增大且展宽。所获得的电子透过率随样品厚度的变化规律与文献中实验报道一致。分析了入射电子能量、接收半张角及样品材料类型等参数对电子透过率的影响。结果表明电子透过率随着电子能量的提高而增大,随着样品材料的原子序数和密度的增大而减小。模拟结果还证实,部分电子经多重弹性散射而返回接收半张角会使电子透过率的减小偏离指数线性变化。

透射电镜电子衍射谱的自动识别与计算

透射电镜电子衍射谱的分析和标定是测定微区晶体点阵结构的重要方法,但该工作长期以来一直处于手工操作阶段,测量周期长,误差较大本文探讨了一种利用计算机辅助处理电子衍射谱图象的技术,可以对大部分衍射谱进行实时处理,测量时间短,误差小采用扫描仪获取图象,由计算机自动识别衍射斑点并快速计算矢量R1,R2,R3和﹄,为电子衍射谱的计算提供了一种新的模式同时本系统内含衍射谱标定软件,可以在晶体结构未知的情况下测定衍射斑点位向。

基于冷冻透射电镜电子断层扫描技术对适用于原位解析真核细胞核糖体结构的样品厚度研究

目的:基于冷冻透射电镜电子断层成像和子断层平均技术,比较不同厚度样本中原位解析的核糖体超微结构分辨率,探究样品厚度与颗粒数量对解析原位结构分辨率的影响。方法:通过300 kV冷冻透射电镜对快速冷冻制备的PC12^(+)细胞样本进行连续断层扫描和三维重构,根据三维重构后的神经膨起厚度分为四组(100^(+)nm、200^(+)nm、300^(+)nm和400^(+)nm),采用EMAN2.3实现核糖体在胞内的可视化、数量分布与类型表征。用子断层平均重构技术计算各组核糖体分辨率,并采用Chimera软件对核糖体结构进行模型拟合。结果:各组间以200^(+)nm核糖体颗粒分辨率最高,达到1.67 nm(11781个颗粒)和1.78 nm(6000个颗粒),100^(+)nm组其次。研究还发现,在400 nm样品厚度范围内,核糖体颗粒数量越多,解析出的核糖体结构分辨率越高。结论:对于经NGF诱导分化的PC12^(+)细胞膨起来说,<400 nm厚度的断层扫描数据均可用于核糖体结构的原位高分辨解析,且以200~300 nm最为合适。

透射电镜在气溶胶单颗粒分析中的应用

透射电镜(TEM)具有很高的分辨率和放大率,可以同时提供形貌、成分、结构信息,非常适宜于对气溶胶细颗粒和超细颗粒等的研究。简述了国内外用TEM对大气气溶胶单颗粒分析的研究及其现状,主要围绕TEM对城市大气气溶胶、海洋气溶胶、燃烧烟尘和机动车废气的研究等方面进行了论述。介绍了作者利用TEM对北京市大气气溶胶的初步研究,提出了今后开展大气可吸入颗粒物的TEM研究的几点建议。

叶腊石微结构及其晶体结构缺陷的高分辨透射电镜分析

采用场发射扫描电镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)结合选区电子衍射(SAED)、X射线粉晶衍射(XRD)及X射线荧光光谱(XRF)等对浙江青田叶腊石的微结构特征进行较系统的研究。结果表明:①粉晶X射线衍射证实青田叶腊石具有典型的单斜晶系特征,该结论与叶腊石粉体选区电子衍射结果吻合,且其伴生矿为石英。②叶腊石微晶体呈"复式板片"构型,且"复式"板片中薄片厚度约为8±2 nm。③在高能电子束辐照下,叶腊石矿物颗粒形貌及晶格结构发生明显的改变,且由此产生晶格膨胀,并最终形成非晶态。

白水河并殖吸虫囊蚴透射电镜观察

目的观察白水河并殖吸虫囊蚴的超微形态学特征。方法应用透射电镜(TEM)观察白水河并殖吸虫囊蚴壁和囊内蚴虫。结果囊蚴壁内壁是由电子密度较低而均匀的物质构成,未见细胞和微管道结构,厚度为13.1μm,囊壁和囊内蚴虫之间有一定空隙;囊内蚴虫的体被由外皮层、肌层、皮层细胞组成,外皮层为一合体层,包括外质膜、基质、基质膜,外皮层表面呈指状突起,皮层基质内有皮棘,其根部位于基质膜,顶端被外质膜覆盖。结论通过透射电镜观察,白水河并殖吸虫囊蚴壁和囊内蚴虫的体被结构与其它几种并殖吸虫有相同点也有差异性。

蠕墨铸铁中石墨的微观形貌与结构的透射电镜分析

通过蠕墨铸铁金属薄膜ＴＥＭ观察与选区电子衍射（ＳＡＥＤ）技术的应用，发现蠕虫状石墨微形态有两种：球状石墨相互连接；棱台状石墨相互连接。选区电子衍射（ＳＡＥＤ）分析结果证明：棱台状石墨的基面（０００１）与铁素体的（１１１）面在尺寸与位向方面半共格结合，错度为５％。

赛默飞于2017全国电子显微学学术年会隆重推出全新紧凑型场发射透射电镜

科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技（以下简称：赛默飞）在2017全国电子显微学学术年会举办期间展出全新高效灵活、

加氢催化剂RP-1的透射电镜研究

利用透射电子显微方法(TEM)以及扫描透射结合X射线能谱方法(STEM-EDX)研究了氧化态和硫化态负载型加氢催化剂RP-1的形貌和组分特征。TEM照片显示氧化态加氢催化剂中分布有微小粒子,STEM-EDX结果显示,这些聚集的微粒为活性金属组分。硫化后的催化剂,其微粒特性形貌明显减少,加氢催化剂的特征条纹堆垛大量出现。

Cu(110)表面结构的透射电镜原位观察

用高分辨透射电子显微镜中的电子束对Cu(110 )表面进行连续照射 ,随着电子束辐照时间的增加 ,Cu(110 )表面形貌和结构不断变化 .当照射时间足够长 ,样品足够薄时 ,高分辨电子显微术观察像中可以观察到一些条状衬度 .我们认为 ,这些条状衬度是由Cu(110 )