低温集中イオンビームは,高感度の大量結晶および装置における局所構造の原子解像度のイメージングを可能にします

科学分野:

• 材料科学
• ナノテクノロジー
• 電子顕微鏡

背景:

• 繊細な材料の原子解像度のイメージングは,試料の準備の課題によって制限されています.
• 超低用量 (スキャニング) 伝送電子顕微鏡 ((S) TEM) は高解像度分析を提供しますが,無傷のサンプルが必要です.
• 既存の方法は,金属有機フレームワーク (MOF) やペロブスキートなどの散発材料の繊細な構造を保存するために苦労しています.

研究 の 目的:

• 電子顕微鏡のための敏感な散発材料の準備のための溶液として,冷凍集中イオンビーム (cryo-FIB) を導入する.
• 挑戦的な材料から高品質の無傷の薄いサンプルを抽出する能力を示すために.
• (S) TEMを用いた原子解像度での複雑で未知の局所構造を明らかにするために,冷凍-FIBで準備したサンプルを適用することを示します.

主な方法:

• 低温集中イオンビーム (cryo-FIB) 研磨による試料の準備
• 高解像度画像と (スキャニング) 伝送電子顕微鏡 ((S) TEM) を使用した分析.
• 構造の特徴化のための電子 difraktion.

主要な成果:

• メタル・オーガニック・フレーム (MOF) の結晶とハイブリッド・ハリド・ペロブスキート・シングル・クリスタル・フィルムから,構造的な損傷なしに,薄いサンプルを成功裏に抽出.
• 原子解像度の画像は,MOF HKUST-1の平面欠陥とMOF UiO-66の併合段階を含む複雑な局所構造を明らかにした.
• 新しいCH3NH3PbI3構造の発見とペロブスキート太陽電池内の分布.

結論:

• 低温集中イオンビーム (cryo-FIB) は,高度な電子顕微鏡のための非常に敏感な散発材料を準備するための実行可能な技術です.
• この方法は,試料の準備における以前の制限を克服し, (S) TEM分析の範囲を拡大します.
• この研究は,エネルギーやナノテクノロジーのような分野における複雑な物質構造の理解を進めるための,クリオ-FIBの可能性を強調しています.