使用基于STEM的原子分辨二次电子技术,在TiO2纳米小板上辨别单个原子.
Zhouhong Ren1, Xian Li2, Dongrun Xu3
1School of Chemistry and Chemical Engineering, in-situ Center for Physical Sciences, Frontiers Science Center for Transformative Molecules, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, PR China.
Nature communications
|December 12, 2025
概括
先进的电子显微镜揭示了二次电子 (SE) 成像补充环状暗场 (ADF) 成像用于识别单原子催化剂 (SAC). 这项技术增强了对纳米材料的原子级表面特征分析.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面化学 表面化学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 单原子催化剂 (SAC) 由于其高原子效率,在异质催化中至关重要.
- 在原子尺度上确定SAC的精确表面特征是一个重大挑战.
- 目前的扫描传输电子显微镜 (STEM) 技术需要补充方法进行详细分析.
研究的目的:
- 通过使用先进的STEM,研究TiO2纳米板块上的单个 (V) 和 (W) 原子.
- 评估二次电子 (SE) 成像与环状暗场 (ADF) 成像用于SAC表征的有效性.
- 展示了一种用于支持单个原子的原子规模表面分析的新方法.
主要方法:
- 使用探针校正扫描传输电子显微镜 (STEM) 进行原子分辨率成像.
- 采用了二次电子 (SE) 和环状暗场 (ADF) 成像模式.
- 研究的单个V和W原子支持TiO2纳米板块.
主要成果:
- 使用SE成像,V和W单个原子都清晰可视化.
- 使用ADF成像,只能检测到W原子.
- SE成像为支持的单个原子提供了 Å 尺度的高度和原子质量对比度.
结论:
- 二次电子 (SE) 成像为识别表面单个原子提供了有价值的补充对比信息.
- 结合的ADF和SE成像方法能够准确识别和区分支持的异构原子.
- 这项研究推动了单原子催化剂的表征,有助于未来的催化剂设计和创新.


