新突破!重庆大学研究团队将电镜显微技术从二维推进至三维

来源:观察者网

2023-12-02 18:29

12月1日,重庆大学微信公众号发布消息,当天重庆大学作为第一完成单位和第一通讯作者单位在顶级期刊《Science》发表最新研究成果。论文题目为《3D microscopy at the nanoscale reveals unexpected lattice rotations in deformed nickel》(纳米分辨三维电镜揭示变形镍的异常晶格转动),是材料科学与工程学院黄晓旭团队及其合作者利用自主研发的三维透射电镜技术在纳米金属研究领域取得的新突破。此前,重庆大学材料科学与工程学院在材料科学领域已有5篇论文发表在《Science》和《Nature》上。

论文发表网页截图

黄晓旭教授

传统的电子显微镜技术,只能观察样品的表层,或者观察材料内部三维结构的二维投影,这大大限制了人们对材料微观组织的认识。因此,过去二十多年,在全球范围内,广大科学家致力于开发三维表征技术,空间分辨率在微米尺度的三维表征技术研发已取得了重要进展,其应用促进了材料科学领域的重要科学发现。

但是,更多更深层次的材料科学问题需要纳米级甚至原子级的三维表征技术,将空间分辨率从微米级提高到纳米级,需要提高三个数量级,这是一个巨大的挑战。

三维透射电镜

黄晓旭团队经过十多年的不懈努力,在国家重点研发计划等项目的支持下,成功开发了一系列基于电子衍射的三维透射电镜技术,空间分辨率1nm。这些技术的研发填补了纳米级三维电镜取向成像技术的空白,将大大促进三维材料科学的发展

金属中位错界面的三维透射电镜成像

纳米金颗粒的三维透射电镜成像

本研究利用三维取向成像技术,首次实现了纳米金属塑性变形的三维电镜研究。发现了纳米金属塑性应变可恢复的反常现象,并揭示了这一现象的物理本质。本工作的新发现发展了纳米金属塑性变形理论,将为先进纳米结构材料研发、纳米材料使役行为的预测和控制以及微纳器件功能优化提供理论指导。

纳米金属镍变形前(A)和变形后(B)三维形貌与晶体取向变化

黄晓旭团队长期致力于先进表征技术和纳米金属研究,在三维表征技术的研发、纳米金属的变形机理和强化机制研究等方面已取得了多项创新工作,相关成果多次在《Science》和《Nature》杂志发表。

重庆大学/西南技术工程研究所贺琼瑶博士和欧洲散裂中子源Søren Schmidt博士为共同第一作者,重庆大学/北京科技大学吴桂林教授、清华大学Andrew Godfrey教授和重庆大学黄晓旭教授为共同通讯作者。重庆大学朱万全博士、黄天林教授、张玲教授和冯宗强副教授,以及丹麦技术大学Dorte Juul Jensen教授为共同作者。

责任编辑:范维
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