搜索热:228 成像
扫一扫 加微信
首页 > 科研探索 > 应用实例 > 消息正文
首页 > 科研探索 > 应用实例 > 消息正文
新研究使利用TEM获取对光束敏感材料的原子级分辨率图像不再艰难
发布:kittyll   时间:2018/2/7 15:30:12   阅读:730 
分享到新浪微博 分享到腾讯微博 分享到人人网 分享到 Google Reader 分享到百度搜藏分享到Twitter

MOF UiO-66晶体经CTF校正后的高分辨率TEM图像;图中箭头所指之处为晶体中的苯环。重叠层为模拟的投影势图及结构模型,以便于进行比较。图片来源:KAUST

阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的工作人员已经设计出一种方法,可以利用透射电子显微镜(TEM)来获取对光束敏感材料的原子级分辨率图像。他们的研究成果首次发表在《Science》上。

技术难点

“光束敏感材料的高分辨率成像是透射电子显微镜(TEM)最困难的应用之一。最显著的挑战就是采用极低的电子剂量获取图像,并需要在样品被破坏之前寻找晶体的区域轴,精确的图像对准以及散焦值的精确测定。”

“KAUST为满足这些要求而设计的方法,已经获得了几种金属有机框架(MOFs)和其他类似光束敏感材料的原子级分辨率TEM图像,并将这个过程简化为一个接近常规的过程”,Kun Li说。

虽然高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)是结构表征的强大工具,但它不适用于光束敏感材料(如MOFs),因为它需要超低电子剂量去维持完整性。最近引入的直接电子检测相机为科学家们提供了在超低剂量模式下实现图像的能力(每平方埃数只有几个电子);但是,在光束敏感材料的HRTEM成像中,这种相机的潜力仍然受到抑制障碍的限制:采集区域轴,对齐图像并确定精确的散焦值。
 

从不同的晶体区域轴上获得的MOF UiO-66的高分辨率TEM图像。图片来源:KAUST

研究过程

“我们的KAUST团队首先开发了一种算法,使我们能够实现区域轴的一步对齐,同时保持样品的完整性。不幸的是,由于处理光束敏感材料时固有时间的问题,HRTEM仍然会产生模糊的图像,主要是由于曝光期间的样品漂移。为了克服这个问题,我们采取了一系列连续的短时间曝光。然而,这些都导致了非常嘈杂的画面。为此,我们开发了一种幅度滤波器技术,以最大限度地减少噪声并精确对齐所有帧。”

而且,为了重构结构,团队设计了一个利用光束敏感材料的不稳定性来确定特意非晶化区域的绝对散焦值的程序。这些程序是由KAUST首次开发的,并结合了两个临时专利,不仅限于对光束敏感的材料的应用。区域轴对齐的方法也特别适合于纳米尺寸晶体的对准,而图像对齐通常适用于具有周期性特征的噪声图像。

研究成果

“这个开创性的论文不仅大大地拓宽了HRTEM的应用范围,而且还为光束敏感材料研究人员提供了一个强大的工具,可以比传统的X射线衍射更详细地研究光束敏感材料的结构”,Li解释说,“毫无疑问,这将有助于设计人员设计出具有更高性能、新型结构的光束敏感材料。”


译者:兔子小光
译自:phys
 
相关信息
   标题 相关频次
  2015年新色谱柱及配件大盘点之超临界流体色谱法
 2
  干货:铸件中六大常见缺陷的产生原因及防治方法
 2
 ?材料的静电设计:一种全新的方法
 2
 ?对于碳的多事之秋,这是一种革命性的新材料——一种人人都用的起的超级过滤器
 2
 “狗鼻子”探测器:让警犬面临下岗
 2
 “国六标准”来了致使“汽油质量牌照”投放量锐减,液态石油中硫含量应声降低
 2
 《理化检验-物理分册》带你去看Olympus BX53M/BXFM工业正置显微镜发布会
 2
 1+1=2?超声波设备+探头的组合性能如何测?
 2
 2015年新色谱柱及配件大盘点
 2
 2015年新色谱柱及配件大盘点之反相色谱法
 2
 2015年新色谱柱及配件大盘点之辅助设备
 2
 2015年新色谱柱及配件大盘点之离子色谱法
 2
 2015年新色谱柱及配件大盘点之亲水作用色谱法
 2
 2015年新色谱柱及配件大盘点之生物色谱法
 2
 2015年新色谱柱及配件大盘点之手性化合物分离色谱法
 2
 2016年HPLC热门话题预测——为什么有效的HPLC分离对于高复杂系统的分析是至关重要的?
 2
 2016年美国光谱从业人员薪酬调查报告
 2
 2026年,全球涡流检测设备市场规模将达到5.38亿美元
 2
 3D X射线检查系统在3D打印部件质量控制中的运用
 2
 3D打印VS生物打印,差异在哪里?
 2
 3D打印是碳纤维零件变便宜的关键吗?
 2
 3D光学显微镜竟然对节能减排做了巨大的贡献
 2
 DMA:压流剖面技术在力学表征界地位的取代者还是后备军
 2
 DSC技术对石油产品的分析与表征
 2
 HPLC-DAD联合化学计量学鉴定合成色素效果好
 2
 HPLC和UHPLC色谱柱的十大误区
 2
 Metallographic Study on Alloy Zircaloy-4 of Nuclear Use
 2
 Micro-CT:3D打印定制医疗植入物的质量保证解决方案
 2
 Nature:电镜分辨率的吉尼斯世界纪录
 2
 SBWC可否替代HPLC用于药物分析?权威专家来解答
 2
 XRF检测,精准快速低检测限!
 2
 X光脉冲再创最短时间纪录 可捕捉原子中快速移动的电子图像
 2
 X射线透射检测:芯片失效分析好帮手
 2
 X射线荧光光谱仪选购宝典
 2
 爱哭的宝宝:眼泪中的维生素
 2
 案例分析:用于法兰保护的大规模封装技术
 2
 半导体均匀性测试法“翻”出新花样
 2
 比X射线更安全的三维微波摄像机来啦!
 2
 必读好文:深度解析磁粉检测中的常见问题
 2
 便携式X射线衍射装置将极大提高腐蚀分析效率
 2
 不测不知道:小朋友的黏土玩具也可能含防腐剂!
 2
 不锈钢金相试验所有步骤全解析
 2
 测量高分子材料玻璃化转变温度的三大方法
 2
 测量涂层厚度的7种方法
 2
 拆弹部队的福音:利用中子无损检测爆炸装置
 2
 超声波和其他无损检测到底对人体有害吗?
 2
 超声波化身“追风少年”:降低风能成本出新招
 2
 超声共振无损检测技术:破坏性测试材料力学性能的终结者
 2
 超声检测好帮手AVG曲线的绘制
 2
 超声检测技术逐步降低了腐蚀带来的惊人成本
 2