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 科研方向 
 科研成果 
材料表面信息的原子分辨表征
2017-06-13 09:55  

材料表面的原子结构及其中的成分分布、化学键、电场分布等信息是材料的催化、电学等性能的根源。因此,需要在原子分辨的水平上清楚表征这些材料表面信息,再将它们与催化、电学等性能结合起来,才能阐明其间的内在关系、进而设计高性能材料。 

本方向使用球差校正电子显微术的高分辨成像技术(包含高分辨透射电子显微技术和高分辨扫描透射电子显微技术,即HRTEM和HRSTEM)清楚表征材料的表面结构。例如上图中展示了球差校正HRTEM技术对包含本征旋转堆垛缺陷的双层MoS2二维片的表面原子结构的表征。该工作阐明堆垛缺陷源自该二维片中的一个裂纹和二个位错。合作者的基于密度泛函理论的第一性原理计算指明这些堆垛缺陷具备不同的能带结构,可用于调节二维MoS2的电学和光电性能。

本方向也正在和计划使用球差校正电子显微学所带来的原子分辨成分分布、原子分辨化学键分布、原子间电场等技术在原子尺度上表征材料表面及其附近的成分、化学键、电场等信息。例如,上图是用球差校正透射电镜中的能谱(EDS)和电子能量损失谱(EELS)对SrTiO3样品的近表面区域所获得的原子分辨成分分布,该手段可以清晰地给出各个元素在原子尺度上的分布。

本方向将综合利用上述手段揭示材料表面性能的底层结构根源,为设计新材料提供一定的科学建议。 

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