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原位樣品桿知識:一文了解原位透射電鏡技術(shù)的發(fā)展歷程?

時間:2024-5-7 閱讀:1018
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原位樣品桿知識:一文了解原位透射電鏡技術(shù)的發(fā)展歷程

前面我們簡單介紹了原位透射電鏡技術(shù)和原位透射電鏡技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,更好的了解原位透射技術(shù),本文簡要梳理其在 1960-1990 期間的發(fā)展歷程:

 

原位透射電子顯微技術(shù)(in-situ TEM)起源于 20世紀(jì) 60 年代。

 

1960 年代:研究人員開始使用透射電子顯微鏡觀察材料在不同溫度下的行為,通過加熱樣品臺實現(xiàn)原位觀察。

 

1970 年代:隨著透射電子顯微鏡技術(shù)的改進和儀器設(shè)備的升級,實現(xiàn)了更精確和可控的原位實驗觀測。

 

1980 年代:在原位實驗中引入了氣氛控制系統(tǒng),使研究人員能夠研究材料在不同氣氛條件下的性能和行為。

 

1990 年代:隨著納米材料和納米器件的發(fā)展,原位透射電子顯微鏡得到更廣泛的應(yīng)用,研究領(lǐng)域涵蓋了材料科學(xué)、納米技術(shù)、催化劑研究等多個領(lǐng)域。

 

隨著電子顯微鏡技術(shù)和設(shè)備的不斷改進,原位透射電子顯微技術(shù)在分辨率、靈敏度和控制能力方面取得了顯著進展。在 2000 年代和 2010 年代,原位透射電子顯微鏡技術(shù)在以下方面取得了顯著的發(fā)展進展:

 

1. 高溫和低溫實驗:原位透射電子顯微鏡技術(shù)擴展到更高溫度范圍和更低溫度范圍。研究人員可以觀察材料在ji端溫度條件下的相變、晶體生長等動態(tài)過程。

 

2. 環(huán)境氣氛控制:原位透射電子顯微鏡技術(shù)中的氣氛控制得到改進,可以實現(xiàn)更精確的氣氛控制,如控制氣氛的成分、壓力和流量。這使得研究人員可以模擬更多真實世界中的環(huán)境條件。

 

3. 原位電子束輻照:研究人員開始使用原位透射電子顯微鏡技術(shù)對材料進行原位電子束輻照實驗。這種技術(shù)可以模擬輻照環(huán)境下材料的行為,對核能材料、電子器件等領(lǐng)域具有重要意義。

 

4. 納米尺度操作:原位透射電子顯微鏡技術(shù)發(fā)展了納米尺度的操作能力,例如使用納米探針進行局部操控和修復(fù),實現(xiàn)對材料結(jié)構(gòu)的精確操作。

 

5. 數(shù)據(jù)采集和分析:隨著計算機處理能力的提高,原位透射電子顯微鏡技術(shù)在數(shù)據(jù)采集和分析方面取得了顯著進展。自動化數(shù)據(jù)采集和高通量數(shù)據(jù)分析方法的引入,使得研究人員能夠更有效地處理和解釋大量的實驗數(shù)據(jù)。

 

在 2020 年代,原位透射電子顯微鏡技術(shù)繼續(xù)發(fā)展,主要集中在以下方面:

 

1. 原位電子顯微成像新技術(shù):新的原位電子顯微成像技術(shù)的出現(xiàn),如原子分辨率顯微鏡(atomic resolution microscopy)和動態(tài)原位顯微鏡(dynamic in-situ microscopy),使得研究人員可以更清晰地觀察材料的原子結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為。

 

2. 原位電子能譜分析:結(jié)合能譜分析技術(shù),可以在原位透射電子顯微鏡中實現(xiàn)對材料的化學(xué)成分和元素分布的原位觀測,為材料研究提供更全面的信息。

 

3. 原位電子顯微鏡與其他技術(shù)的融合:原位透射電子顯微鏡技術(shù)與其他表征技術(shù)的融合,如原位 X 射線衍射、原位拉曼光譜等,為多尺度、多模態(tài)的材料表征提供了更全面的解決方案。

 

4. 數(shù)據(jù)處理與機器學(xué)習(xí):利用機器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù),對原位透射電子顯微鏡實驗數(shù)據(jù)進行高效處理、圖像識別和模式識別,加速實驗結(jié)果的解讀和分析。




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