在传输电子显微镜中追踪液体中的单个原子
Nick Clark1,2, Daniel J Kelly1,2, Mingwei Zhou2,3
1Department of Materials, University of Manchester, Manchester, UK.
Nature
|July 27, 2022
概括
先进的石墨烯液体细胞能够在水溶液中对单个原子进行原子分辨率成像. 这一突破允许详细研究它们在液体中的动态和位置偏好,超过了以前的分辨率限制.
科学领域:
- 材料科学
- 表面科学
- 纳米技术
背景情况:
- 表面上的单个原子对于各种化学和物理过程至关重要.
- 传输电子显微镜 (TEM) 是可视化单个原子的关键,但液体成像面临着分辨率挑战.
- 石墨烯液体细胞改善了液体中的TEM成像,使纳米粒子的原子分辨率成为可能.
研究的目的:
- 在水环境中展示单个原子的原子分辨率现场成像.
- 研究原子在液体和真空中的动态和吸附点偏好.
- 开发一种用于高级TEM研究的新型双石墨烯液体细胞.
主要方法:
- 使用双石墨烯液体电池与中央二硫化单层和六角化间隔器.
- 在水性盐溶液中对原子进行现场传输电子显微镜.
- 分析了超过7万个单原子吸附点来比较液体和真空状态.
主要成果:
- 在水溶液中实现了原子动态的原子分辨率成像.
- 与真空相比,在液体中观察到的吸点的变化分布.
- 在液态阶段发现显著更高的扩散率.
结论:
- 双石墨烯液体细胞在液体环境中实现了前所未有的单原子精度成像.
- 液相原子的动态与真空不同,具有改变的位置偏好和增加的移动性.
- 这种技术为现场研究单个原子水平的化学过程开辟了新的途径.
