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原位样品杆知识:一文了解原位透射电镜技术的发展历程​

 更新时间:2024-05-07 点击量:109

原位样品杆知识:一文了解原位透射电镜技术的发展历程

前面我们简单介绍了原位透射电镜技术和原位透射电镜技术的应用领域,更好的了解原位透射技术,本文简要梳理其在 1960-1990 期间的发展历程:

 

原位透射电子显微技术(in-situ TEM)起源于 20世纪 60 年代。

 

1960 年代:研究人员开始使用透射电子显微镜观察材料在不同温度下的行为,通过加热样品台实现原位观察。

 

1970 年代:随着透射电子显微镜技术的改进和仪器设备的升级,实现了更精确和可控的原位实验观测。

 

1980 年代:在原位实验中引入了气氛控制系统,使研究人员能够研究材料在不同气氛条件下的性能和行为。

 

1990 年代:随着纳米材料和纳米器件的发展,原位透射电子显微镜得到更广泛的应用,研究领域涵盖了材料科学、纳米技术、催化剂研究等多个领域。

 

随着电子显微镜技术和设备的不断改进,原位透射电子显微技术在分辨率、灵敏度和控制能力方面取得了显著进展。在 2000 年代和 2010 年代,原位透射电子显微镜技术在以下方面取得了显著的发展进展:

 

1. 高温和低温实验:原位透射电子显微镜技术扩展到更高温度范围和更低温度范围。研究人员可以观察材料在ji端温度条件下的相变、晶体生长等动态过程。

 

2. 环境气氛控制:原位透射电子显微镜技术中的气氛控制得到改进,可以实现更精确的气氛控制,如控制气氛的成分、压力和流量。这使得研究人员可以模拟更多真实世界中的环境条件。

 

3. 原位电子束辐照:研究人员开始使用原位透射电子显微镜技术对材料进行原位电子束辐照实验。这种技术可以模拟辐照环境下材料的行为,对核能材料、电子器件等领域具有重要意义。

 

4. 纳米尺度操作:原位透射电子显微镜技术发展了纳米尺度的操作能力,例如使用纳米探针进行局部操控和修复,实现对材料结构的精确操作。

 

5. 数据采集和分析:随着计算机处理能力的提高,原位透射电子显微镜技术在数据采集和分析方面取得了显著进展。自动化数据采集和高通量数据分析方法的引入,使得研究人员能够更有效地处理和解释大量的实验数据。

 

在 2020 年代,原位透射电子显微镜技术继续发展,主要集中在以下方面:

 

1. 原位电子显微成像新技术:新的原位电子显微成像技术的出现,如原子分辨率显微镜(atomic resolution microscopy)和动态原位显微镜(dynamic in-situ microscopy),使得研究人员可以更清晰地观察材料的原子结构和动态行为。

 

2. 原位电子能谱分析:结合能谱分析技术,可以在原位透射电子显微镜中实现对材料的化学成分和元素分布的原位观测,为材料研究提供更全面的信息。

 

3. 原位电子显微镜与其他技术的融合:原位透射电子显微镜技术与其他表征技术的融合,如原位 X 射线衍射、原位拉曼光谱等,为多尺度、多模态的材料表征提供了更全面的解决方案。

 

4. 数据处理与机器学习:利用机器学习和人工智能技术,对原位透射电子显微镜实验数据进行高效处理、图像识别和模式识别,加速实验结果的解读和分析。




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