發(fā)布時間：2021-01-08 17:09

　　原位透射電子顯微鏡可以實(shí)現(xiàn)納米尺度下很多材料的觀察。然而,液體樣品與透射電鏡中的真空環(huán)境不相容,而電子束的輻照損傷對很多固體樣品也是不利的。石墨烯只有一個原子層厚,同時具有極高的機(jī)械強(qiáng)度、導(dǎo)電性和對小分子的不滲透性,因此可以直接采用石墨烯封裝液體或固體材料進(jìn)行真空條件下的實(shí)驗(yàn)。這里以水和硫?yàn)槔?展示了通過在兩層石墨烯之間封裝這些材料以進(jìn)行電鏡下的顯微分析結(jié)果。文中通過石墨烯液體池（GLC）,即將水封在兩層石墨烯之間,以實(shí)現(xiàn)原位透射電鏡下液體動態(tài)行為的觀察。通過對電子束的精確調(diào)控可以控制水的輻解和凝結(jié)行為:若先在高電子劑量率下輻照液體,我們發(fā)現(xiàn)回到低劑量率后一系列納米氣泡在水中有序地析出并發(fā)生長大。界面反應(yīng)是納米氣泡生長的限制因素,新生的氣泡的生長會抑制既有氣泡的長大行為。而以相對適中的恒定電子劑量率持續(xù)作用,氣氛中又出現(xiàn)納米水滴的凝結(jié),并重復(fù)地長大/消失。對單個納米液滴的軌跡追蹤和關(guān)鍵步驟的細(xì)節(jié)捕捉可以進(jìn)一步探究液滴的成核和生長過程。我們同樣還研究了用石墨烯封裝硫納米粒子以降低被研究的硫顆粒在電鏡下的輻照損傷。這種結(jié)構(gòu)稱為石墨烯-硫三明治結(jié)構(gòu)（GES）。石墨烯作為保護(hù)膜不僅可進(jìn)行硫的表... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１石墨烯在各領(lǐng)域應(yīng)用一覽：導(dǎo)電墨水，化學(xué)傳感器，光發(fā)射裝置，復(fù)合材料，能源，??觸控面板和高頻電子等［８］

框架和新型的器件，引發(fā)起一場席卷全球的顛覆性新技術(shù)新產(chǎn)業(yè)革命。石墨烯展??現(xiàn)出的超高的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率以及光學(xué)透明性，極高的彈性和高強(qiáng)度，輕質(zhì)量，??使石墨烯有望替代成為下一代電子、光電、高效電源和超強(qiáng)復(fù)合材料。圖１．１列??出了石墨烯在各領(lǐng)域的應(yīng)用。??Ｈｉｇｈ?ｓｐｅｅｄ?Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ?Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｉｎｋ??ＲＦＩＣ，?Ｓｅｎｓｏｒ?ＥＭＩ?ｓｃｒｅｅｎ?ｉｎｋ??麵？贏＾??Ｓ？ｍｉｃｏｎ?．Ｍｅ?＆??ｄｕｃｔｏｒ?Ｊ?ｐａｓｔ＊??Ｆｌｅｘｉｂｌｅ?Ｄｉｓｐｌａｙ??（Ｃ）?－?ｍ??Ｓｏｌａ－ｃｅｌｌ．?Ｂａｔｔｅｒｙ?＇＇?ＬＥＤ?ｌｉｇｈｔｉｎｇ??Ｓｕｐｅｒｃａｐａｃｉｔｏｒ?Ｅｎｒｇｙ??：?ｒ－－?Ｊ?Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ??Ａｉｒ?ｐｌａｎｅ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ??圖１．１石墨烯在各領(lǐng)域應(yīng)用一覽：導(dǎo)電墨水，化學(xué)傳感器，光發(fā)射裝置，復(fù)合材料，能源，??觸控面板和高頻電子等［８］。??Ｆｉｇ．?１．１?Ｏｖｅｒｖｉｅｗ?ｏｆ?ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｇｒａｐｈｅｎｅ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｓｅｃｔｏｒｓ?ｒａｎｇｉｎｇ?ｆｒｏｍ?ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ?ｉｎｋ?ｔｏ??ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｓｅｎｓｏｒｓ，?ｌｉｇｈｔ?ｅｍｉｔｔｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅｓ，?ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，?ｅｎｅｒｇｙ，?ｔｏｕｃｈ?ｐａｎｅｌｓ?ａｎｄ?ｈｉｇｈ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ??ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ．?１８１??優(yōu)異的電學(xué)性能除了有可能在石墨烯晶圓上構(gòu)筑集成電路，同時使石墨烯在??柔性電子器件、透明電極、觸摸屏和超級電容器［４

ｏｆ?（Ａ）？丨２７?２９１??２００３年，Ｗｉｌｌｉａｍｓｏｎ［３６］等人首次報道了使用ＳｉＮｘ薄膜窗口的Ｓｉ基電化學(xué)芯??片，進(jìn)行電鏡下Ｃｕ在金電極上電化學(xué)沉積的原位電鏡觀察，圖１．３（ａ）為電化學(xué)??沉積銅所使用的液體池芯片示意圖。在底部芯片上沉積金電極，通過膠冰密封上??下兩塊芯片，坡璃作為墊片。由于芯片整體厚度較大（上下兩個芯片的窗口厚度??各為１００?ｎｍ，金電極高度為５０?ｎｍ，整個液層厚度超過１?ｍｍ），對電子的散射嚴(yán)??重，分辨率僅為５?１１１１１。２００９年Ｚｈｅｎｇ?１２７１等人使用自支撐芯片（如圖１．３（ｂ）所示），??窗口厚度推進(jìn)到２５?ｎｍ，實(shí)現(xiàn)了亞納米尺度下單個Ｐｔ納米晶生長軌跡的觀察，如??圖１．３（ｄ）所示。這項(xiàng)工作在膠體化學(xué)領(lǐng)域引起了極大的關(guān)注，為原位觀察納米晶??的過程，研究其生長機(jī)制提供了前所來有的可能。同年，ｄｅＪ〇ｎｇｅ｜３（）１等人使用如??５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Graphene—From basic science to useful technology[J]. Zhongfan Liu.  National Science Review. 2015(01)



本文編號：2964979