一个工作流程的相关在位纳米芯片液体细胞传输电子显微镜和原子探针断层扫描,由冷等离子体聚焦离子束启用

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 分析化学 分析化学
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 液体细胞传导电子显微镜 (LCTEM) 提供纳米级液体过程的实时成像,但受到空间和化学分辨率的限制.
• 低温原子探针断层扫描 (cryo-APT) 提供了冷接口的近原子组成分析,但缺乏动态成像能力.
• 由于动态,对空气敏感的液体-固体接口的样本准备复杂性,将LCTEM和冷-APT关联起来具有挑战性.

研究的目的:

• 开发一种新的工作流程,用于从现场电化学LCTEM微电机系统 (MEMS) 芯片中准备特定站点的冷APT样品.
• 为了使相对纳米尺度成像和动态液体-固体接口的近原子组成分析.
• 建立一种可复制的方法来分析能量转换和储能装置中的反应接口.

主要方法:

• 在现场电化学LCTEM与低温等离子聚焦离子束 (PFIB) 研磨的整合.
• 采用冷惰性气体传输系统进行样品处理.
• 开发了一种工作流程,用于在低温下从含有电解质和电极接口的MEMS芯片中准备APT针样本.

主要成果:

• 从MEMS芯片中的冷液体-固体接口成功制备了APT针样.
• 实现了电解质-电极接口的冷转移和纳米级组成分析.
• 证明了相关动态成像和高分辨率化学分析的可行性.

结论:

• 提出的工作流允许组合动态纳米尺度成像和接近原子尺度的空气敏感和反应性液体固体接口的组成分析.
• 这种方法提供了可靠和可重复的APT样品准备从基于MEMS的纳米芯片.
• 相对方法适用于各种材料系统和能源设备.