原位

实时观察生长过程、化学反应和氧化、辐射效应、机械、磁性和铁电性能。

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概述: 

什么是 原位 显微术?

原位 透射电子显微术将透射电子显微镜 (TEM) 的成像能力与某些外部激源的加载相结合以观察样品的实时动态过程。 目前,有许多种系统和样品杆可以用来对样品施加不同的外场刺激来研究在偏压、机械应变/变形、加热、冷却、气体或液体环境的引入或仅仅是强电子束辐照状况下的动态过程。

过去,各种反应和系统动力学信息可记录在录像带上。在此基础上,截屏程序的出现,能够记录低分辨率的定性视频,使您能够以视频帧率,例如以30帧/秒(fps)的速度,来可视化反应情况。

现在,随着数据传输速度和数据处理能力的提升,配备了Gatan的原位相机,您可以直接对传感器输出来进行大规模数据集的记录和管理。在一次原位实验中,利用原位相机捕获的每一帧原始、定量的数据,都能被直接存储到磁盘,并以单帧图像或可回放视频的形式进行处理。此外,各种算法或脚本(例如求和、漂移校正、像素合并等)能够对采集数据进行后处理,以提取数据中的有用部分,例如下面视频所示。Gatan原位相机附带的内建管理工具使您能够轻松的对数据进行分离和提取,从而对处理后的数据进行分析,来对加载于系统的刺激导致的效应进行定量化。这一数据采集和后处理的工作流程大大提高了一次电镜机时中能够进行的实验数量。同时这一提升也使得以前无法达到的时间与空间分辨率成为可能,亚毫秒的时间分辨率,使得对于以前来说发生太快的反应能够被采集,也使得以前不为人知的动态过程得以解析。

该数据显示了Gatan OneView® IS相机与DENSsolutions Wildfire加热杆在1300°C下互相配合的稳定性。以优异空间与时间分辨率捕获到紧随温度变化发生的颗粒形貌变化过程。我们无法先验的知道到底哪个(或哪些)颗粒将发生变化,但由于OneView IS相机的大视场,这些颗粒都能够被以同样的空间分辨率同时记录下来。

主视频以10倍速率进行回放,而颗粒形状变化的回放速度为2倍。内插视频进行了放大,以显示晶格条纹的解析。 

该视频未进行过漂移校正或剪裁。视频进行了帧叠加平均以提高信噪比。样品:SiO2上的Ru

SiNx上蒸镀的Au薄膜的烧结过程由Gatan Rio™ 16 IS(原位)相机拍摄。样品通过DENSsolutions Wildfire加热杆加热到650 °C。该视频通过Gatan Microscopy Suite®软件的IS player进行了漂移校正与裁剪。 

该数据显示了在CeO2纳米颗粒表面单独原子柱的运动状况,以400 fps记录。这一运动是由室温下电子束的辐照所引起的。K2® IS相机的时间分辨率使得这一运动过程能够得到观察。

该视频以两个不同的速度进行回放(真实速度的1/2和1/10),使得该视频中显著发生原子柱运动的部分以更慢的速度进行回放以体现细节。即便在慢速的部分,也进行了跳帧处理,因为该视频的帧率为30 fps,而原始数据的1/10速度为40 fps。

该视频进行了漂移校正、背底扣除、图像过滤与裁剪。 

Research Spotlight

Nanomaterials, Mechanics and MEMS Laboratory

The team at the Nanomaterials, Mechanics, and MEMS Laboratory is focused on the synthesis and characterization of...

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