主要观点总结
文章介绍了将三维原子探针(APT)与扫描透射电子显微镜(STEM)结合,以增强对样品三维结构的分析能力,并实现了更全面的纳米尺度物质分析。文章详细描述了仪器设计、研究方法、研究原理及主要认识。
关键观点总结
关键观点1: 研究背景
三维原子探针(APT)已成为样品在纳米尺度精细分析的关键手段,但当下仍没有一种技术可以极其精确对样品进行重建,逐个原子地进行分析并明确地识别它们的性质。为了增强APT的成像能力,研究者将APT与透射电子显微镜(TEM)结合。
关键观点2: 仪器设计与研究方法
研究者设计了APT-(S)TEM支架和APT探测器,以适应商业STEM。通过在商业JEOL F2 (S)TEM上安装APT,进行Fe-51.4at% Cr合金的分析,验证了仪器的可行性。同时使用了多种数据采集模式,包括STEM和APT的原位相关分析,以及4D-STEM模式。
关键观点3: 研究结果
研究者将商业APT(LEAP 5000 XS®)与在TEM中进行的APT分析结果进行了比较,以评估TEM环境对数据定量性的影响。同时展示了通过集成仪器进行原位相关分析和多维度数据集成的潜力。使用4D-STEM模式记录每个像素的衍射图案,并通过处理衍射数据集实现晶体取向映射、晶体缺陷成像或多场映射。此外,还评估了动态跟踪APT样品在场发射期间的几何演变的可能性。
关键观点4: 科学意义
将APT引入TEMs的做法对于材料科学等许多领域是一个难能可贵的机遇。APT与STEM的融合将大大增强对关键研究领域,如锂电池的可持续性和金属中的氢脆现象等的理解。随着APT采集可以运用于在标准TEM仪器中的证明,研究人员可以对纳米尺度物质进行更全面的分析。
文章预览
科学背景 三维原子探针(APT)已成为样品在纳米尺度精细分析的关键手段,作为核心的3D表征技术,APT在近原子尺度上提供了检测样品元素与同位素组成的功能。同时,显微镜在不断发展中已成为研究人员不可或缺的工具,目前最先进的显微镜可帮助绘制原子尺度的静电场或磁场图。但尽管如此,当下仍没有一种技术可以极其精确对样品进行重建,逐个原子地进行分析并明确地识别它们的性质。为了增强由APT成像对样品的三维结构的分析能力,目前已经出现了将(扫描)透射电子显微镜((S)TEM)与APT技术相结合的相关方法。为了进一步拓展技术边界,并通过耦合大量二维或三维数据集来提高对纳米尺度物质分析的全面性,人们开始将透射电子显微镜和三维原子探针结合到统一的仪器中。 在APT重建的投影部分中Ag原子的分布说明了该技术的高灵敏度,这为
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