REW软件--高分辨电子显微镜的像模拟与出射波函数重构的应用软件

通过像处理技术分析高分辨电子显微像有助于确定样品结构,提高显微镜的分辨率。本文开发的REW软件同时具有HRTEM像模拟与波函数重构的功能。用户可通过像模拟法来确定已知晶体的结构,另一方面,用户可利用系列离焦的HRTEM像重构样品的出射波函数,从而得到重要的相位信息并提高样品的分辨率。本文将简单介绍REW软件所运用的理论知识,并列举典型例子来描述REW软件的重要功能。

JEM—2100高分辨透射电子显微镜的使用注意事项

JEM-2100高分辨透射电子显微镜具有非常高的分辨本领，最大放大倍数为150万倍，是研究材料微观结构的重要工具。本文在笔者多年来管理经验的基础上介绍了此款仪器的使用注意事项，以期对同行有借鉴作用。

铝合金中单层Mg-GP、Si-GP区的高分辨电子显微镜图像的计算机模拟

Al-Mg-Si合金析出强化相的前驱相(GP区)的形成对于析出强化的性能有重要影响,但是由于其尺度极其微小,往往很难直接观察.本文通过对Al-Mg-Si合金中可能存在的单层富Mg及富Si GP区的不同厚度、不同存在形态进行全方位计算机模拟,确认了GP区成像的存在条件.单层富Mg或富Si GP区在不被铝合金基体包裹的试料中可以形成清晰的高分辨电子显微镜像,并且Mg-GP区与Si-GP区呈现出相反的对比.这为GP区的高分辨电镜观察提供了可靠的理论依据.

蘼芜水热合成碳量子点的透射电子显微镜结构表征

运用透射电子显微镜技术(transmission electron microscopy,TEM)观察分析了以植物蘼芜为碳源,通过水热法合成的CQDs(carbon quantum dots,CQDs)的结构.针对TEM明场像中CQDs衬度弱而难以观察的问题,利用高角环形暗场扫描透射技术(high angle annular dark field-scanning transmission electron microscopy,HAADF-STEM)在铜网中快速定位CQDs.相应区域的明场像显示CQDs形貌为不规则多边形,尺寸约3 nm.通过高分辨透射电子显微镜技术(HRTEM)及相应的快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT),观察到具有六次对称性的晶格条纹(0.21 nm)和衍射斑点,以及石墨π键的层间距(0.34 nm),讨论了CQDs特征晶面指数的指标化方法.晶格结构分析结果表明,CQDs为晶态六方相类石墨烯结构.

CuMgO界面结构的高分辨电子显微镜研究

利用高分辨透射电子显微镜对内部氧化Cu Mg合金产生的Cu MgO界面进行了研究 ,观察到了一种新的取向关系 ,这种取向关系不同于通常观察到的两晶胞取向完全一致的简单关系 .而且对界面的结构和位错进行了研究 。

树皮残植煤显微组分分离及高分辨透射电镜图像分子结构

对江西乐平矿区的树皮残植煤采取密度梯度离心方法进行显微组分分离,在-200目破碎的条件下经过分析性预分离实验绘制了树皮煤中各显微组分的密度分布特征曲线,该曲线显示树皮煤中的壳质组和镜质组密度分布呈尖峰分布特征,进行特定显微组分分离效果较好。经过特定密度梯度离心法分离实验,树皮体和镜质体含量高达98.6%以上。分离后的样品经过高分辨透射电子显微镜技术和图像分析显示出该两种显微组分在化学结构上存在明显的差异:首先树皮体的晶格条纹数量明显高于镜质体,而且树皮体中所包含的晶格条纹呈现出更加无序和密集的特点;其次镜质体和树皮体所包含条纹种类各自所占的比例较为接近,均以低环数的芳香层片为主,所不同的是镜质体的1×1(萘)含量明显高于树皮体,但是其3×3的芳香层片明显低于树皮体。中—高环数的芳香层片虽然含量都不高,但树皮体所包含的此类芳香层片同样明显低于镜质体。

铝锂合金显微组织高分辨电子显微研究

以新型高强铝锂合金(Al-Cu-Li)为研究对象,合金经过520℃固溶淬火后分别在165℃时效6 h和165℃时效18 h,然后采用高分辨电子显微镜观察Al-Cu-Li铝锂合金显微组织中δ′相和T1相的形貌和晶格像,研究了主要强化相T1相的形核机制。结果表明:单胞T1相为五层密排六方堆垛结构,T1相的化学堆垛次序为CBABC。观察发现T1相既可以单独在基体形核生长,也可以依附在原有的T1相上形核以台阶方式生长。细小的球形析出相δ′相为有序结构相,并且与基体共格。

铁磁(La_(0.7)Ca_(0.3)MnO_3)/高温超导(YBa_2Cu_3O_7)双层薄膜微结构的高分辨电镜研究

采用脉冲激光沉积法在LaAlO3(LAO)衬底上生长了YBa2Cu3O7/La0.7Ca0.3MnO3(YBCO/LC-MO)和La0.7Ca0.3MnO3/YBa2Cu3O7(LCMO/YBCO)两种外延薄膜,利用高分辨电子显微镜研究了其微观结构。在YBCO/LCMO/LAO薄膜中,LCMO以层-岛模式生长,并形成层状取向畴结构。YBCO层均由c轴取向晶粒组成,其中含有c/3平移畴界、额外CuO层及Y2O3第二相等缺陷结构。在LCMO/YBCO/LAO薄膜中,LAO衬底上初始生长的YBCO为c轴取向,至一定厚度(几个纳米)转为c与a轴混合生长。LCMO层在YBCO上外延生长并具有[100]m与[011]m混合取向畴结构。在LCMO/YBCO界面未观察到失配位错,因此二者界面属应变型界面。

用高分辨透射电子显微技术研究0.94(Na_(1/2)Bi_(1/2))TiO_3–0.06BaTiO_3的有序结构

用高分辨透射电子显微技术(high resolution transmission electron microscopy,HRTEM)和选区电子衍射(selected area electron diffraction,SAED)技术对具有A位复合钙钛矿结构的0.94(Na1/2Bi1/2)TiO3(BNT)–0.06BaTiO3(BNBT6)陶瓷的显微结构进行了深入研究。沿[001],[011]和[111]3个晶带轴方向的SAED花样分析结果表明:A位Bi3+和Na+可以形成2种不同的有序结构——1/2{110}和1/2{111}超结构。据此,建立了BNT的1/2{110}和1/2{111}有序结构模型,其中1/2{110}型有序是由Bi3+层和Na+层沿[110]方向交替排列而形成,1/2{111}型有序是由Bi3+层和Na+层沿[111]方向交替排列而形成。利用多层法,通过计算机模拟了1/2{111}有序结构沿[001],[011]和[111]3个方向的HRTEM像,与实验拍摄的HRTEM像对照,验证了所建立的1/2{111}有序结构模型的正确性。同时,采用快速Fourier变换(fast Fourier transformation,FFT)技术,由1/2(330)和1/2(330)超晶格反射斑点获得的一维晶格像,揭示了沿[110]方向局部Bi3+层和Na+层扭曲导致的位错和反相畴界(anti-phase boundary,APB),APB的存在表明结构中存在着Bi3+层和Na+层沿[110]方向的交替排列,证实BNBT6中存在着1/2{110}有序结构。BNBT6有序结构的HRTEM研究表明:A位Bi3+和Na+的化学有序是导致超晶格反射的主要原因。

激光法合成纳米金刚石的高分辨电镜研究(英文)

在常温常压下,采用脉冲激光作用循环的石墨悬浮液,收集并烘干得到样品B,另一部分用高氯酸进行酸煮提纯提到样品A.对样品A、B分别进行高分辨电子显微镜(HRTEM)和显微拉曼光谱(Micro-Raman)分析.结果表明,部分石墨经激光作用后转变成了具有多重孪晶结构特征的、尺寸为5 nm的金刚石颗粒,同时还得到了非晶碳.高分辨电子显微镜照片证明,石墨转变成纳米金刚石的机理为快速成核长大过程。

锌系硅酸盐系统相变的高分辨电镜研究

本文HREM系统研究了R2 O -CaO -ZnO -Al2 O3-SiO2 系统典型试样析晶与分相。研究结果表明 ,在Al2 O3和SiO2 含量较低的系统中 ,高锌系统主要析出硅锌矿 ,而锌含量较低时 ,主要析出锌黄长石 ,K2 O和Na2 O对析晶相的种类无明显影响 ;高能电子束导致的二次分相以及随后的核化和微晶化仅在由一次分相形成的衬度较深的富Zn2 + 、Ca2 + 相中出现 ,而在衬度较亮的富Si4 、Al3+ 区没有观察到类似现象 ;分相有利于系统的析晶。一次分相主要是通过成分的偏析 ,使其中的一相组成趋近于析出晶相的组成 ,一方面为析晶提供了更有效的成分扩散源 ,另一方面是使熔体结构更接近于晶体的网络结构而促进系统的析晶。高能电子束引起的二次分相除了成分富积效应外 。

利用高分辨率3D技术和荧光强度变化精确测量烃类包裹体体积的方法

烃类包裹体气液比的精度对PVT模拟结果可靠性有重要影响,而气液相边界的判断对气液比测定准确性至关重要。本文开发了一种精确测量烃类包裹体体积的方法,即利用高分辨率激光共聚焦显微扫描技术获取烃类包裹体3D图,在透射及荧光模式下用三维坐标标定液相的边界,利用3Dfor LSM软件计算烃类包裹体液相的体积;同时利用激光共聚焦显微荧光技术对横穿气液两相的直线进行线扫描,根据扫描线上荧光强度的突变判断气相边界,多次扫描求平均值作为气相直径。本方法避免了人为判断包裹体气相边界的不可靠性,对气液边界的确定精度可达0.02μm,提高了气液比测试精度,使得利用包裹体恢复古压力结果更加可靠。

超近场光学扫描显微镜的研究

近场光学扫描技术是近年兴起的高新技术之一。超近场光学扫描尚未见报导。本文讨论超近场光学扫描显微镜的工作原理及其超分辨理论。

高模量炭纤维的微观结构及对其力学性能的影响

利用透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和X射线衍射(XRD)研究了高模量炭纤维的微观结构,并将其与纤维的力学性能进行了关联。结果表明,影响炭纤维力学性能、特别是拉伸模量的直接原因是晶相的多少及其取向、石墨片层的排列情况。从微观上提高石墨层的取向和堆叠程度是获得高模量炭纤维的必要条件。

显微镜高分辨率MRI鉴别皮肤良、恶性局灶隆起性结节

目的探讨显微镜高分辨磁共振成像(MHR-MRI)在皮肤局灶隆起性结节良、恶性鉴别中的价值。方法对2020年4月至2023年4月于山东大学齐鲁医院就诊并行术前MHR-MRI检查的45例皮肤局灶隆起性结节进行前瞻性分析。根据术后病理结果将其分为良性组(n=19)和恶性组(n=26)。分别对两组病灶的MHRMRI特征进行测量及评估,并对良、恶性组,以及基底细胞癌、隆突性皮肤纤维肉瘤和鳞癌三个类型之间的差异进行比较,计算其诊断恶性皮肤局灶隆起性结节的灵敏度、特异度、约登指数、受试者工作特征曲线下面积(AUC)及联合诊断效能。结果在恶性组,MHR-MRI显示病灶更易出现尖角楔入征(P<0.001)、累及表皮真皮(P<0.001)、边界不清(P=0.003),以及存在周围血管(P=0.003),综合影像指标(尖角楔入征阳性、侵犯表皮真皮、边界不清、T2WI高信号、合并周围血管)诊断恶性局灶隆起性结节的约登指数为0.909(灵敏度为0.962,特异度为0.947),AUC值为0.995。在基底细胞癌、隆突性皮肤纤维肉瘤、鳞癌之间,MHR-MRI显示基底细胞癌及隆突性皮肤纤维肉瘤的宽基底特征较鳞癌更多见(P=0.021),隆突性皮肤纤维肉瘤和鳞癌比基底细胞癌更常出现尖角楔入征(P=0.001)。结论MHR-MRI作为一种新型的皮肤高清成像方法,有助于皮肤良、恶性局灶隆起性结节及常见恶性肿瘤的鉴别。

高角度环形暗场Z衬度像成像原理及方法

通常的高分辨电子显微镜应用相位衬度成像 ,相位衬度的成像是由于透过样品的各级衍射束相互干涉的结果 ,其衬度取决于衍射束的相对相位关系。在扫描透射电子显微镜中使用高角度环形探测器 ,可以得到原子序数衬度像。介绍了高角度环形暗场 (HAADF)的原子序数衬度 (Z -衬度 )

多光子近场共焦光学扫描显微镜表面非传播光场的特性研究

对多光子近场共焦光学扫描显微镜非传播光场的特性进行了系统的理论分析 ,导出了多光子近场共焦光学扫描显微镜表面非传播光场的频率宽与相差的测不准关系表达式及二维的点扩散函数光学传递函数和能量分布表达式。研究结果表明 :多光子近场共焦光学扫描显微镜比单光子共焦显微镜具有更高的横向分辨率和纵向分辨率 ,而多光子近场共焦光学扫描显微镜比双光子共焦显微镜具有更高的空间分辨率 ,样品置于其表面的非传播光场内 ,能得最佳的超分辨效果。

材料化学——从原子到高技术材料

现代高科技的竞争在很大程度上依赖于材料科学的发展。可以说任何高科技的进步都离不开新材料的开发和利用。因而材料科学被公认为21世纪六大高科技领域(生物工程,信息,能源,材料,空间和海洋)的基石。 所谓材料,就是构造成人类生活中各种器物所用的物料。人类的文明是从使用地球上的岩石作为工具开始的。从石器时代发展到青铜器时代,又进化到铁器时代直至陶瓷时代。在这一过程中,化学的前身矿物晶体学及相关冶炼技术起着关键的作用。