中国科技大学教授张庶元到宁波材料所报告

2019-09-30 作者:科技创新   |   浏览(80)

3月8日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所测试中心测试论坛第二期开讲,中国科技大学教授张庶元应公共技术服务中心的邀请,来宁波材料所作了题为“原子分辨TEM和STEM的表征”的学术报告。

透射电子显微镜是目前对材料进行微观组分和结构表征的重要研究手段。在扫描透射模式下,通过高角环形暗场像与电子损失能谱结合,虽然可以在原子尺度上同时获得材料的原子数衬度像和谱学信息,但是HAADF像对轻元素探测不敏感。在TEM模式中虽然相位衬度像对轻元素比较敏感,但目前没有有效方法通过与EELS联用同时获得高分辨可量化的轻元素相位像 (Phase imaging)和与其对应的谱像。

澳门新葡亰网址大全,张庶元介绍了TEM/STEM表征的主要模式,对比说明了TEM高分辨像和高角环形暗场像的优缺点,并介绍了电子能量损失谱技术的原理和应用。围绕原子分辨球差校正电镜,张庶元分别介绍了轻原子探测技术-环形明场像、原子分辨的EELS、原子分辨的EDS分析。并结合原子分辨STEM的表征和研究大量详实测试案例,分别介绍了中科大近年来类石墨烯、钙钛矿等材料的STEM表征研究工作。

南京大学固体微结构物理国家重点实验室,现代工程与应用科学学院,南大亚原子分辨电镜实验室王鹏教授课题组基于电子叠层衍射成像(Ptychography)技术,首次提出一种5维STEM的新成像方法(Hollow Ptychography)。通过这种方法,能够实现在一次成像过程中,同时获得材料的原子序数衬度像和高分辨相位像,以及与其一一对应的谱学信息。图1所示为此方法的光路原理示意图。在会聚电子束的扫描下,利用中空的高速相机(Hollow Pixelated Detector)采集二维衍射强度图案,同时,从相机中空部分透过的电子束可以进入电子能量损失探测器形成谱像。

张庶元早在上世纪80年底赴美留学,师从国际电子显微学大师J.M.Cowley,从事材料显微结构的表征、特别是高分辨电子显微结构表征的研究。他长期担任安徽省电子显微学会秘书长,是多届中国电子显微学会理事,第八届常务理事。30多年来,张庶元始终在TEM实验室一线从事材料的显微结构研究,具有丰富的材料透射电镜表征经验和深厚的理论功底。作为一线技术支撑人员,他拍摄的TEM像出现在无数科研工作者的论文中,他自己也笑言是一直在做“嫁衣裳”。但正是他这种甘愿为科研工作做嫁衣的无私精神赢得了科研人员的尊重。

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报告会结束时,公共技术服务中心李勇主任为张庶元颁发了聘书,聘请张庶元为测试中心“技术顾问”。

图1光路原理示意图;[001]方向二硫化钼的高角环形暗场电镜图像;[001]方向二硫化钼原子模型图。

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图2展示了二硫化钼的环形暗场像,传统叠层衍射重构相位图,以及中空衍射叠层衍射重构恢复的相位像和对应位置的傅里叶变换结果。衍射斑对应于1.36 Å和0.91 Å的晶面间距,说明叠层衍射重构的分辨率达到了0.91 Å的分辨率,且衍射图案中空信息的缺失并未影响到相位的分辨率,而保存传统环形暗场像的图像分辨率只有1.36 Å。并且图2中S原子的衬度明显优于图2,说明叠层衍射重构恢复出的相位对轻元素更敏感。

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