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能量分辨及時間分辨的原位電子顯微學表征、直接電子探測技術及其應用
時間：2017-10-24
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主講人：曹瀟瀟
時間：2017年10月24日（星期二）下午14∶00
地點：科技創新大樓A506報告廳（80人）
報告一介紹：
20世紀50年代以來，電子顯微鏡在材料研究中被廣泛采用。人們已可以較方便地觀察材料在納米尺度上的結構，表征元素種類、及化學鍵合狀態。電子顯微鏡是納米時代新材料開發的重要科學手段，但傳統的電子顯微鏡設備只能在高真空狀態下對材料進行靜態表征，這脫離了材料的真實服役環境，得到的材料信息也較為片面。
原位電鏡是指利用電子顯微鏡實時觀察并表征樣品在外場作用下，結構與功能動態變化過程的實驗技術。得益于外場作用（光、電、熱、氣氛等條件）及高速、高靈敏度相機的引入，人們能在接近材料真實服役條件的狀態下考察樣品的功能和失效過程。
與傳統電鏡的靜態實驗過程相比，外場控制、視頻記錄和數據同步是原位試驗的三大重要環節；而樣品漂移、電子束輻照和體積效應等因素給數據采集和分析帶來更多挑戰。相機技術的進步對克服上述障礙有著最直接的效用。隨著原位相機在探測效率DQE、分辨率、幀率等核心技術指標上的大幅進步，以及基于MEMS器件原位樣品桿的市場化，在原子級尺度上動態觀察材料的結構和性能演變成為現實。
本次報告將重介紹原位材料測試技術及其相關設備的技術特點，分享最新原位電鏡技術及其在新材料（如金屬、納米材料、新能源、生命科學等領域的應用）。以期向大家展示原位透射電鏡在先進材料研究中的巨大潛力，為相關領域的科研人員提供科研參考。
報告二介紹：
電子顯微技術發展的幾十年，也正是人類科技在成像記錄方法發展的時期。對電鏡圖像記錄的方式，已從一開始的感光膠片、閃爍體-光纖/透鏡耦合式數字CCD、閃爍體-光纖/透鏡耦合式數字CMOS，發展到了如今能夠提供頂級成像質量和成像速度的“直接電子探測”相機。2013年，電子直接探測技術成功商業化，帶動冷凍電鏡結構生物學研究飛躍式發展，以過去無法想見的高分辨率解析出了眾多意義重大的蛋白分子結構，從而使冷凍電鏡技術獲得2017年諾貝爾化學獎。
直接電子探測是指成像芯片直接感光電子束，從而省去了傳統探測方式中的“電轉光-光轉電”的兩個轉化環節，使探測效率大大提高。而K2相機的“電子計數”模式更是讓讀出噪聲進一步歸零，從而更大幅度的提升了對弱電子信號的探測能力。此項技術對電子束輻照易損傷材料的電鏡表征提供了革命性的進展，可用于各類型的生物樣品（尤其是蛋白）及材料樣品（分子篩、MOF、COF…）的電鏡表征。
主辦單位：材料化學工程國家重點實驗室
