Research：過程所利用原位電鏡技術(shù)揭示反應(yīng)-擴散調(diào)控下銀顆粒的動態(tài)結(jié)晶過程
日期：2020-03-19
由于人們對材料結(jié)構(gòu)的形成機理認識不足以及對納米結(jié)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(zhàn)性課題。液體環(huán)境下原位電子顯微鏡技術(shù)的出現(xiàn)，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(xué)樣品臺設(shè)計實驗，對銀的晶化過程進行了實時研究，觀察到銀結(jié)晶的可逆晶化過程。為了揭示這種可逆晶化現(xiàn)象，韓永生團隊計算了電子束輻照產(chǎn)生的自由基。結(jié)果表明，由于自由基的擴散和反應(yīng)，自由基在液體池中的濃度是隨時空發(fā)生波動的。電子劑量率對自由基分布的調(diào)節(jié)導(dǎo)致了不同銀結(jié)構(gòu)的形成，證實了局部濃度場在材料結(jié)構(gòu)演化中的主要作用。相關(guān)研究成果以《In Situ Investigation of Dynamic Silver Crystallization Driven by Chemical Reaction and Diffusion》為題發(fā)表在權(quán)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(huán)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(xué)樣品臺上，一同內(nèi)置到SEM內(nèi)。
圖2 液體環(huán)境下原位觀測銀的可逆結(jié)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(xué)樣品臺
圖4 PicoFemto?系列原位TEM液體電化學(xué)樣品桿
作者：小攸