JEM-ARM200F,原位化学反应透射电镜 (ChemTEM)

     离子迁移过程非常类似于突触系统中的Ca²⁺输运。但由于过程通常伴随着电荷和质量转移，因此被认为是决定化学、生物和材料科学中决定许多器件(如锂电池，电致变色器件，钙钛矿太阳能电池和忆阻型设备)性能的关键步骤。故合理控制其传输过程将大大改善相应的宏观性能。

       在各种离子迁移过程中，固相离子的直接可视化和定量研究一直是一个具有挑战性的课题。迄今为止，在原子尺度上具有纳米间隙的纳米结构之间的原位离子迁移研究仍然是未知的挑战。由于透射电镜电子束在成像过程中可以触发样品发生化学反应，因此通过调节辐照剂量(Dose)，可以很好地控制化学反应的类型和速率以及键解离。该技术被称之为 原位化学反应透射电子显微镜（ChemTEM）。

      近日，中科大俞书宏院士、上海交大邬剑波、中科院物理所谷林等人在"Journal of the American Chemical Society"上发表了最新的研究成果，研究团队以在Te纳米线上的Ag离子作为研究模型，以原子尺度研究固相离子迁移过程。通过最新原位化学反应研究技术，使用JEOL JEM-ARM200F ChemTEM揭示了Ag在单层Te纳米线阵列上的各向异性迁移行为，并且Ag离子通过Te纳米结构的（101）表面嵌入。

      基于对实验数据的分析和相场建模，纳米线表面的银迁移速度快于本体相，从而导致钝锥相界面的形成。同时，观察到两个相邻纳米线之间有明显的间隙迁移，形成的连接“桥”证明了Ag的迁移路径。

       除了Ag-Te体系的研究模型外，Ag在Se@Te 纳米线上的迁移和Cu在Te 纳米线上的迁移进一步证实了这种固相离子迁移机制，并且这种原位表征技术具有广泛的应用性。

       全文以“Real-timevisualizationof solid-phase ion migration kinetics on nanowire monolayer”为题于4月8日发表。该研究提供了对各向异性纳米结构上固相离子迁移动力学的批判性见解，这有助于制造定制的和新的异质纳米结构。同时，为探索不同纳米材料中发生的其他离子迁移过程开辟一条新途径。