原位液相透射电子显微镜及其在 纳米粒子表征方面的应用

近年来,基于透射电子显微技术、微纳加工技术和薄膜制造技术的发展,原位液相透射电子显微技术产生,为构建多种纳米级分辨率尺度下的微实验平台,发展新型纳米表征技术和众多领域的相关研究提供了途径.本文首先介绍了应用于原位液相透射电子显微技术的液体腔设计要求,然后介绍了液体腔的发展和典型的制备工艺,最后综述了近年来液体腔透射电子显微镜在纳米粒子成核和生长方面的应用研究,并探讨了该技术前沿发展面临的机遇和挑战.本文将为提高我国先进纳米表征技术和原子精准构筑技术提供相关讨论和支持.     

ZnAl2O4/α-Al2O3复合衬底的制备和GaN薄膜的生长

利用脉冲激光淀积法(PLD)在α-Al₂O₃衬底上淀积了ZnO薄膜, 通过ZnO和α-Al₂O₃固相反应制备了具有ZnAl₂O₄覆盖层的α-Al₂O₃衬底. X射线衍射谱(XRD)表明ZnAl₂O₄薄膜随反应时间由单一(111)取向转变为多晶取向, 然后变为不完全的(111)择优取向. 同时扫描电子显微镜(SEM)照片表明ZnAl₂O₄表面形貌随反应时间由均匀的岛状结构先变为棒状结构, 然后再变为突起的线状结构. 另外, XRD谱显示低温制备的ZnAl₂O₄在高温下不稳定. 在ZnAl₂O₄覆盖的α-Al₂O₃衬底上利用光加热低压MOCVD法直接生长了GaN薄膜. XRD测量表明随ZnAl₂O₄厚度增加GaN由c轴单晶变为多晶, 单晶GaN的摇摆曲线半高宽为0.4°. 结果表明薄ZnAl₂O₄覆盖层的岛状结构有利于GaN生长初期的成核, 从而提高了GaN的晶体质量.     

光学傅氏变换离焦近似及对解卷积的应用

本文研究了光学傅氏变换的离焦近似问题,导出了使傅氏变换关系近似成立在光学上所需要满足的离焦条件,并以此为基础,提出用离焦谱平面方法对电子显微照相图象进行解卷积处理,使得光学解卷过程大大简化。实验得到了满意的结果。 关键词：     

二茂铁在高温热解乙二胺制备CN_x纳米管过程中的催化性能研究

采用高温热解法 ,以二茂铁 乙二胺有机溶剂为前驱液制备CNx 纳米管过程中 ,改变前驱液配比 ,对 86 0℃ ,不同二茂铁含量条件下制备出的CNx 纳米管进行了产量统计、形貌结构观察和拉曼光谱研究。结果显示 :随着前躯液中二茂铁含量的相对增大 ,不但CNx 纳米管产量随之增加 ,而且产物中“竹节状”结构纳米管相对“中空”结构纳米管的比重也增大 ;拉曼光谱结果进一步证实了由于“竹节状”结构CNx 纳米管的含量或比重增加所带来的纳米管样品整体或平均含氮量的升高而导致的样品结晶有序程度的降低。对单独钴粉和二茂铁催化条件下生成CNx 纳米管的形貌观察进一步证实 :二茂铁在热解法制备“竹节状”结构CNx 纳米管过程中的浮动催化作用显著 ,有利于实现含氮量较高、结构均匀的CNx 纳米管的可控制生长。     

电子辐照诱发固态相变导致的氮化硼纳米结构生长

报道了N+离子轰击产生的氮化硼(BN)纳米结构,及在电子辐照时结构演化的高分辨透射电子显微镜的原位测定结果.应当强调的是,这种类富勒烯和发夹结构的演化,实际上是电子辐照诱发固态相变的发展,观察中发现的一些BN颗粒、卷曲物,可以被认为是类富勒烯等纳米结构形成的前体或早期阶段.提出了一种类富勒烯等结构的电子辐照动力学模型,并进行了讨论. 关键词： 氮化硼 电子辐照 透射电子显微镜 氮化硼纳米形成物     

离子注入合成β-FeSi2薄膜的显微结构

采用MEVVA源(Metal Vapor Vacuum Arc Ion Source)离子注入合成β-FeSi2薄膜,用常规透射电镜和高分辨电镜研究了不同制备参数下β-FeSi2薄膜的显微结构变化. 研究结果表明:调整注入能量和剂量,可以得到厚度不同的β-FeSi2表面层和埋入层. 制备过程中生成的α,β,γ和CsCl型FeSi2相的相变顺序为γ-FeSi2→β-FeSi2→α-FeSi2,CsCl-FeSi2→β-FeSi2→α-FeSi2或β-FeSi2→α-FeSi2. 当注入参数增加到60kV,4×1017ions/cm2,就会导致非晶的形成,非晶在退火后会晶化为β-FeSi2相,相变顺序就变为非晶→β-FeSi2→α-FeSi2. 随退火温度逐渐升高硅化物颗粒逐渐长大,并向基体内部生长,在一定的退火温度下硅化物层会收缩断裂为一个个小岛状,使得硅化物/硅界面平整度下降. 另外,对于β-FeSi2/Si界面取向关系的研究表明,在Si基体上难以形成高质量β-FeSi2薄膜的原因在于多种非共格取向关系的并存、孪晶的形成以及由此导致的界面缺陷的形成.     

大肠杆菌HB101感受态细胞的显微观察与分析

对数生长前期的大肠杆菌在生理盐水中用CaCl2可以直接诱导建立感受态并完成转化过程。利用H－8100透射电子显微镜观察用CaCl2直接在生理盐水中诱导建立感受态的大肠杆菌细胞，发现感受态细胞整体电子密度趋于均匀，但存在有电子密度较高颗粒，表明大肠杆菌感受态建立过程中，细胞整体对电子通透性增强，可能存在涉及细胞膜通透性的复合物重新形成相关的胞内物质代谢及其在细胞内定位的受控改变，暗示大肠杆菌可能具有建立自然感受态的能力。     

40Ar+诱导无定形碳到金刚石纳米晶相变的研究

通过60 keV的⁴⁰Ar⁺辐照无定形碳靶合成了大量尺寸不同的金刚石纳米颗粒.高分辨透射电子显微镜配合能量色散X射线谱和电子衍射以及Raman谱分析的结果表明，这些嵌于具有扰动石墨结构薄膜中的纳米金刚石颗粒，其成核率很高(约为10¹³/cm²)，而且可以生长到较大的尺寸，有的甚至可以达到微米量级.对其相转变过程也进行了初步探讨. 关键词： 离子束 金刚石纳米晶 相变 透射电子显微镜     

A Novel Contactless Method for Characterization of Semiconductors：Surface Electron Bean Induced Voltage in Scanning Electron Microscopy

We present a novel contactless and nondestructive method called the surface electron beam induced voltage (SEBIV) method for characterizing semiconductor materials and devices.The SEBIV method is based on the detection of the surface potential induced by electron beams of scanning electron microscopy (SEM).The core part of the SEBIV detection set-up is a circular metal detector placed above the sample surface.The capacitance between the circular detector and whole surface of the sample is estimated to be about 0.64pf.It is large enough for the detection of the induced surface potential.The irradiation mode of electron beam (e-beam) influences the signal generation When the e-beam irradiates on the surface of semiconductors continuously,a differential signal is obtained.The real distribution of surface potentials can be obtained when a pulsed e-beam with a fixed frequency is used for irradiation and a lock-in amplifier is employed for detection.The polarity of induced potential depends on the structure of potential barriers and surface states of samples.The contrast of SEBIV images in SEM changes with irradiation time and e-beam intensity.     

分析型反射电子显微镜和表面科学：实验技术和发展

本文综述了反射电子显微术(REM)和反射电子能量损失谱(REELS)在表面科学中的应用。较详细地给出了用这些方法研究表面原子结构、化学成份和电子态的基本实验和理论,指出了发展这一学科对表面研究的重要性。