Research：過程所利用原位電鏡技術揭示反應-擴散調控下銀顆粒的動態結晶過程
日期：2020-03-19
由于人們對材料結構的形成機理認識不足以及對納米結晶的控制能力有限，材料的定向合成一直是一個長期的挑戰性課題。液體環境下原位電子顯微鏡技術的出現，似乎為解決這個問題提供了一個新的思路。
中科院過程所的韓永生研究員團隊巧妙利用澤攸科技（ZepTools）推出的PicoFemto?系列原位SEM液體電化學樣品臺設計實驗，對銀的晶化過程進行了實時研究，觀察到銀結晶的可逆晶化過程。為了揭示這種可逆晶化現象，韓永生團隊計算了電子束輻照產生的自由基。結果表明，由于自由基的擴散和反應，自由基在液體池中的濃度是隨時空發生波動的。電子劑量率對自由基分布的調節導致了不同銀結構的形成，證實了局部濃度場在材料結構演化中的主要作用。相關研究成果以《In Situ Investigation of Dynamic Silver Crystallization Driven by Chemical Reaction and Diffusion》為題發表在權威國際期刊《Research》上。
原文鏈接：https://doi.org/10.34133/2020/4370817
圖1 原位實驗環境的搭建。（Research, vol. 2020, 4370817）
實驗中使用15×15 mm 的原位液體芯片，芯片分為上下兩片，芯片儲液池深度為100 um. 上芯片有一個0:25×0:25 mm的非晶氮化硅薄膜觀察窗口。用微量吸管將硝酸銀溶液逐滴加入儲液池密封，液體池整體被搭載到澤攸科技（ZepTools）的PicoFemto?系列原位SEM液體電化學樣品臺上，一同內置到SEM內。
圖2 液體環境下原位觀測銀的可逆結晶過程。（Research, vol. 2020, 4370817）
圖3 實驗中使用的PicoFemto?系列原位SEM液體電化學樣品臺
圖4 PicoFemto?系列原位TEM液體電化學樣品桿
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作者：小攸