近日,材料系张泽院士团队和硅材料国家重点实验室张辉副教授紧密合作,在发展和利用原位液体(Liquid cell)电子显微镜表征贵金属纳米晶的生长、腐蚀机制等方面的研究取得一系列重要进展。
Liquid cell电镜表征技术是一种新兴技术,鉴于其具有高空间分辨率等优点,在液相环境中纳米晶的合成机制、电化学过程研究以及生物样品结构表征等领域发展迅猛。
研究团队在电镜中心的配合下,采用一种全新的实验方法,通过调控高能电子束辐照条件(剂量和束斑等),实现了溶液中气泡的引入和尺寸调控,有效降低了液层厚度,大幅提升了电镜成像的空间分辨率和衬度。最终,实现了金属钯的二维枝晶动态生长过程的原位电镜观察和微观生长机理研究。此外,实验团队还首次成功地将该方法应用到纳米晶生长的逆过程-溶解(化学刻蚀)研究当中,利用薄水层技术,“看”到了钯纳米颗粒的整个化学刻蚀过程,并对它的刻蚀机理和动力学做了定量描述。该工作很好地展示了liquid cell电镜技术在纳米领域的应用,为利用该技术揭示纳米材料的生长、形貌调控起到了积极的推进作用。
研究团队还利用常规球差校正扫描透射电镜和相关能谱技术,系统表征了几类重要的二元贵金属纳米晶(PtCu凹面纳米立方体和RhPd纳米枝晶)的微观结构和化学成分,确定其生长机理和高催化活性的微观机制。