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西安交大国际电介质研究中心一论文在《Nature Materials》在线发表

    西安交大电信学院国际电介质研究中心一篇论文9月21日在《Nature Materials》(IF=36.4)在线发表。该论文题目为“Determination of the 3D shape of a nanoscale crystal with atomic resolution from a single image”,由贾春林教授科研团队(米少波教授、王大威副教授)与德国于利希(Juelich)研究中心Ernst Ruska电镜中心的科学家合作完成。西安交通大学是该论文的第一作者单位与第一通讯作者单位,该研究得到国家自然科学基金重大项目的资助。

    超高分辨电子显微学尤其是像差校正透射电子显微学的发展使得在原子尺度下研究揭示材料的纳米结构缺陷和界面工程设计成为可能,是国际前沿科学研究的热点之一。纳米尺度材料的多种特性与表面结构和化学联系紧密。因此,精确描述纳米尺度材料的表面原子种类及其空间排布对于理解和调控纳米材料的性能及使役行为至关重要。该研究论文利用像差校正透射电子显微学在原子尺度成功重组晶体材料表面原子种类及其空间排布,发展了解析纳米尺度晶体材料三维结构的定量高分辨电子显微学方法。在该研究工作中,作者采用负球差成像技术获得了高质量、高衬度的氧化镁(MgO)薄晶体的原子像,通过特定的数值模拟方法将该原子像中的像点位置和绝对强度进行定量分析和最优拟合,从而重构出氧化镁薄晶体的三维表面原子构型。该研究的关键和难点是量化由晶体表面原子级台阶导致的像衬的微小改变,同时要排除像差及其他因素的干扰。该研究的创新之处在于仅用单张原子像精确重构出晶体表面形貌,且精度优于单原子水平,甚至也可检测出吸附在表面的其他类原子(如碳原子)。

    该研究工作为在原子分辨率下确定纳米尺度晶体材料表面形貌以及记录其表面形貌随时间的演化(例如,化学催化过程等)提供了新的途径;同时,对于人们认知纳米尺度材料的表面结构与其物理和化学性能的内在联系提供了重要方法。评审人认为这项原创性研究成果对于材料和纳米科学相关领域具有非常重要的意义。

    西安交大国际电介质研究中心高分辨电镜平台于2012年10月建成启用,配备有两台功能互补的像差校正高分辨电镜,以及多台专属辅助设备。

 

论文信息:C. L. Jia, S. B. Mi, J. Barthel, D. W. Wang, R. E. Dunin-Borkowski, K. W. Urban, A. Thust,Determination of the 3D shape of a nanoscale crystal with atomic resolution from a single image, Nature Materials Advance Online Publication (AOP), DOI: 10.1038/nmat4087 

论文链接:http://www.nature.com/nmat/journal/vaop/ncurrent/full/nmat4087.html

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