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Science 13 May 2011: 833-834
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Three-Dimensional Orientation Mapping in the Transmission Electron Microscope Liu, et al. Science 13 May 2011: 833-834. DOI:10.1126/science.1202202 http://www.imr.cas.cn/xwzx/kydt/201105/t20110513_3132072.html http://www.sciencemag.org/content/332/6031/833.full 納米材料的三維透射電鏡表征研究取得重要進(jìn)展 大多數(shù)固體材料是由成千上萬個小晶體組成,這些小晶體的取向、大小、形狀以及它們在樣品內(nèi)的三維空間分布和排列決定了材料的性能。最近,中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家(聯(lián)合)實(shí)驗室劉志權(quán)研究員與丹麥科技大學(xué)Risø可持續(xù)能源國家實(shí)驗室、清華大學(xué)、美國約翰霍普金斯大學(xué)的科學(xué)家們共同合作,開發(fā)出了一種利用透射電子顯微鏡對納米材料進(jìn)行直接三維定量表征的新方法。 通常,材料內(nèi)部的微觀結(jié)構(gòu)信息是通過對截面樣品的二維觀察得到的,這種二維觀察不能提供材料內(nèi)部小晶體在三維空間的相對分布和晶界特性等重要的微觀結(jié)構(gòu)參數(shù),從而制約了對材料微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能相互關(guān)系的深刻理解和材料性能的改進(jìn)和優(yōu)化。近年來,在世界范圍內(nèi),科學(xué)家們就開發(fā)先進(jìn)的微觀結(jié)構(gòu)三維表征技術(shù)進(jìn)行了不懈的努力探索,三維X-射線衍射技術(shù)的成功開發(fā)和應(yīng)用就是一個重要例子。但是這種技術(shù)的空間分辨率只能達(dá)到100納米 (1納米=百萬分之一毫米)。本次合作開發(fā)的新的三維透射電子顯微技術(shù)其空間分辨率已達(dá)到1納米,比三維X-射線衍射技術(shù)提高了兩個數(shù)量級。 這種新的三維透射電鏡表征技術(shù)是表征納米材料的理想方法,它可對組成納米材料的各個小晶體進(jìn)行精確描述,包括其各個晶體的取向、大小、形狀和在三維樣品內(nèi)的空間位置等。圖1所示的是利用這種方法得到的納米金屬鋁的三維微觀結(jié)構(gòu)特征圖的一個例子。圖中不同顏色表示不同的晶體取向,晶體的大。◤膸准{米到約100納米)和形狀(伸長的或球體狀的)都清晰地顯示出來了。這些微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的精確定量測定為理解和優(yōu)化納米材料的性能提供了堅實(shí)的基礎(chǔ)。 這一方法的一個重要優(yōu)點(diǎn)是它是一種“無損”的分析技術(shù),即在微觀表征過程中不破壞樣品,因此它可用來研究納米材料微觀結(jié)構(gòu)在外加條件下(如加熱或變形)的演變過程,從而為研究納米材料的動態(tài)行為開辟了新的途徑。 |







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