电子能量损失谱

摘要： 表面等离激元与量子发射体间的强耦合现象通常通过散射、吸收以及荧光等远场光谱探测方法进行研究.利用高度聚焦的电子束,电子能量损失谱能够实现亚纳米尺度的局域探测,可以更加有效地研究强耦合现象.本文在理论上分别模拟了银纳米棒、介质材料以及介质层包裹银纳米棒复合结构的电子能量损失谱.得到了可以与实验结果比拟的银纳米棒表面等离激元的电子能量损失谱.在上述复合结构的电子能量损失谱中观察到了谱峰的拉比劈裂,探究了银纳米棒尺寸对拉比劈裂的影响.分别在红外、可见光波段讨论了介质层的元激发与银纳米棒偶极辐射及高阶非辐射表面等离激元模式间的强耦合现象,从损失谱的空间分布成像角度探讨了强耦合引起的杂化等离激子(plexciton)的形成.本研究对强耦合现象的进一步实验和理论研究具有指导意义.

摘要： 本文对Cu(核)/NiO(壳)和Cu(核)/Cu_(2)O(壳)纳米线的显微结构以及等离激元特征分别进行了研究。在扫描透射电子显微学模式下对两个样品分别进行了电子能量损失谱面扫描,使用不同的能量范围成像可以区分表面等离激元以及体等离激元特征峰的分布区域。研究表明表面等离激元的影响区域超过了纳米线的实际边界。通过测量样品表面等离激元特征峰的衰减距离,发现其最强点均接近纳米线内侧边缘,且和表面形态有关。

摘要： 本文针对单晶面心立方氧化镁样品在low⁃loss电子能量损失谱中等离激元峰和价电子激发峰重合这一问题,利用高能量分辨和空间分辨扫描透射电镜-电子能量损失谱(STEM⁃EELS)技术探索和研究了通过改变样品厚度和利用动量分辨电子能量损失谱技术用来区分单晶氧化镁电子能量损失谱中等离激元和价电子激发信号的可行性。结果表明,对于氧化镁样品,可以通过测量厚度连续变化的电子能量损失谱以分别研究其等离激元和价电子激发。对于样品较厚的情况,由于两种信号的局域性不同,通过测量动量分辨电子能量损失谱,可以有效区分单晶氧化镁价电子激发和等离激元信号。论文研究结果可能适用于在纳米尺度上测量材料的激子、带隙和等离激元等电子能量损失谱研究。

摘要： 电化学能源存储与转换材料的构筑和解析已成为目前研究的热点。结合课题组内电化学能源存储与转换方向的研究成果,总结了电化学能源材料的先进电子显微测试方法。电子显微技术可解析材料的表面形貌、结构、构筑化学等。常见的电子显微技术有:扫描电子显微(SEM)、透射电子显微(TEM)、X射线能谱分析(EDS)、电子能量损失谱分析(EELS)等。详细介绍了使用先进电子显微解析手段,研究电化学能源存储与转换体系材料的进展和优势,不同电子显微技术的特点以及在电化学能源体系材料中的应用。同时,提出电子显微解析技术与其他表征方法联用是未来可能的发展方向,以期能更全面、精准地解析目标材料信息,找到合适的制备工艺,为提高电化学综合性能提供指导。

摘要： 本文采用脉冲激光沉积(pulsed laser deposition,PLD)方法在LaAlO3单晶衬底上外延生长了La2/3Sr1/3MnO3薄膜.利用像差校正扫描透射成像(STEM)和原子分辨率的电子能量损失谱(electron energy-loss spectroscopy,EELS),对薄膜中出现的反相畴界(anti-phase domain boundary,APB)的原子结构和化学成分信息进行了表征.结果 表明,该薄膜中存在{ 100}和{100}+{110}两种不同类型的反相畴界,且反相界面处存在Mn离子价态的变化.本文旨在为理解缺陷结构对LSMO磁性和输运性能的影响提供指导信息.

摘要： 本文使用亚10 meV能量分辨率和纳米空间分辨的扫描透射电子显微镜电子能量损失谱技术(STEM-EELS),在aloof条件下无损测量了磷酸二氢钾(KH2PO4)和磷酸二氘钾(KD2PO4)的振动模式,并结合红外和拉曼光谱方法对测得的模式进行了标定.在此基础上,进一步定量测量了振动信号在真空中的强度衰减行为,与理论相符合.该工作对电镜下使用快电子能量损失谱研究同位素以及电子束敏感材料的空间分辨振动谱具有启发意义.

摘要： 低电压球差校正扫描透射电子显微学和电子能量损失谱(STEM-EELS)由于能够有效地避免撞击位移损伤(knock-on damage)和提高电子束与样品的非弹性散射截面,从而在低维纳米催化剂的结构表征方面具有广阔的应用前景.作者以最近在CrNi氧化物和Ni-N-C单原子催化剂上的工作为例,展示利用低电压STEM-EELS表征不同元素不同化合价态在空间上的分布以及在单原子敏感度下进行化学键合的分析.这些基于低加速电压下的STEM-EELS结果为理解纳米催化剂的构效关系提供了更全面的认识以及为材料设计提供了进一步指导.

摘要： 探索位错等缺陷对于铁电材料畴结构、铁电性、电导率等其他物理属性的影响对于研究铁电薄膜材料的铁电及压电机理有着至关重要的作用,关于界面位错对铁电薄膜材料物理性质产生影响的现有研究结果也还存在争议,有待深入探究.本文采用球差矫正透射电镜(STEM)以及电子能量损失谱(EELS)研究了(010)晶面PbTiO3/SrTiO3异质界面上的周期性失配位错的原子结构及电荷分布.分析结果发现在a[001]位错核区域及其附近,可能存在着电子富集的现象,该现象可能会提高位错线上的电子电导率,该结果对于探究位错对铁电异质结体系物理性质的影响具有意义.

摘要： 本文通过离子辐照技术在单晶MgO中引入辐照缺陷,利用X射线衍射(XRD)结合透射电子显微镜(TEM)表征辐照引入的缺陷,使用6 meV能量分辨率和纳米空间分辨的扫描透射电子显微镜电子能量损失谱技术(STEM-EELS)测量辐照前后单晶MgO声子谱.论文研究离子辐照引入点缺陷对单晶MgO声子结构的影响,结果表明辐照点缺陷会引起单晶MgO声子能量的改变.本论文对于发展离子辐照缺陷调控材料声子结构这一技术路线具有重要启发意义.

摘要： @@本文利用第一性原理计算了Fe20B03的能带结构、态密度，得到了Fe20B03电子结构的基本性质。同时，通过电子能量损失谱(EELS)分析得到了各组成元素的近边精细结构，并与理论模拟结果进行了初步比较。

摘要： 自从MgB2(Tc=39K)超导体发现以来，人们已从实验和理论方面对其进行了详细的研究。MgB2材料的超导电性和基本物理性质都符合BCS理论的预言，事实上，许多理论工作已经证明MgB2属于电声耦合的超导体。本文运用透射电子显微镜(TEM)的高分辨技术与电子能量损失谱(EELS)，结合第一性原理计算的方法，对材料电子结构随Nb含量的变化进行了分析，揭示了Nb-B系统中超导电性的起源。

摘要： 材料宏观性能的差异归根到底来源于其电子结构的差异.在过去半个多世纪里,过渡金属的d电子一直是固体物理领域内研究的一个重要内容;同时,在过渡金属形成合金的过程中,究竟是发生了"电荷转移",还是保持"局域电中性",文献中一直存在着争议.所有这些都依赖于对过渡金属中d电子的精确测量.近年来,电子能量损失谱(EELS)已发展成为一种具有高空间分辨率的原位测量物质电子结构的强有力工具.本文研究电子能量损失谱计算过渡金属d电子数的浮动窗口方法。

摘要： 很多重要的材料具有各向异性的电子结构.由于低对称性的空态电子结构的存在,它们的电子能量损失谱对样品的取向敏感,其敏感程度受到其他实验条件(如电子束的会聚角和散射电子的接收角)的调控.通过研究电子能量损失谱对方向的依赖性以及受实验条件影响的机制,可以通过合理的实验设计和数据处理分别得到不同对称性的电子结构的空态密度分布,这对研究材料电子结构和相关性能具有重要的意义.

摘要： 本文利用电子能量损失谱(EELS)和X射线能量色散谱(EDS)对CrMo合金结构钢的晶界性质进行了研究.通过采集晶界晶内的EELS谱,计算得到CrMo钢过渡元素铁的3d电子占据态密度,并将其与晶界的断裂模式相联系,达到从电子结构层次表征和解释晶界力学性质的目的.结果表明,当晶界处铁的3d电子占据密度高于晶内时,CrMo钢晶界呈现脆性,其断裂模式为脆性的沿晶断裂;若晶界与晶内铁的3d电子占据态密度无差异时,晶界为韧性,CrMo钢的断裂模式为韧性的穿晶断裂.

摘要： 本文首次提出了'幻角'Magic angle的正确关系曲线,并证明了Magic angle关系对于所有的各向异性材料都是适用的,这对电子能量损失谱EELS定量分析有十分重要意义.

摘要： 本文利用电子能量损失谱来分析非中心对称的GaN晶体极性,文章通过电子能量损失谱的特征损失峰的强度及近限精细结构准确定出GaN薄膜的极性.

摘要： 近年来,二维晶体材料由于其独特的微观结构和新颖的物理化学性能得到了诸多领域研究者的广泛关注.本文简要介绍了球差矫正电子显微学在新型二维晶体材料研究中的最新进展.装备有球差矫正器的新型电子显微镜在低加速电压下(60kV)的分辨率可以达到～0.1nm,避免了对B,C,N和O等轻元素原子的knock-on损伤.通过原子分辨率的电子能量损失谱分析验证了原子序数衬度成像在二维晶体观测中的可靠性.利用球差矫正电子显微成像技术在二维晶体中快速准确判断掺杂原子的种类,可以研究二维晶体材料中原子尺度的界面和缺陷结构,这一进展将对晶体结构学、材料科学、物理学等产生重大影响.

摘要： 实验采用常压和高压分别制备出含铁的FexCu1-xBaSrYCu2Oy（x=0～1）系列化合物，本文主要研究x=0.5时样品的结构和超导电性.测量结果显示，高压合成的样品均具有超导电性，对于x=0.5的样品超导转变温度Tc(onset)～57K，Tc(0)～40K，而常压合成的样品当Fe含量x>0.3时均不超导.为此，我们利用透射电子显微镜（TEM）研究了该体系的微观结构特性，并通过电子能量损失谱(EELS)揭示出高压合成导致样品中载流子浓度明显高于常压样品，证明样品制备过程中高压有利于超导电性的形成.同时对高压样品中的缺陷和局域晶体结构畸变进行了深入分析.

摘要： 利用磁控溅射离子镀技术在铀表面制备了Ti/Al复合镀层.采用电子能量损失谱(EELS)原位研究了该复合镀层表面在6.5×10PaO、150~400°C真空环境中表面结构的变化,并进一步研究了Ti/Al复合镀层在200~500°C、0.05MPa O环境中的腐蚀失效形式和表面结构变化.结合Ti氧化热力学进行了讨论.铀表面Ti/Al复合镀层的Ti膜与金属Ti相似,表面结构随着氧化温度和氧分压而变化.在150~500°C温度氧化时足氧的情况下Ti膜和金属Ti表面的Ti均逐步向TiO、TiO、TiO转变,并最终形成TiO;在缺氧环境中,Ti表面仍处于TiO形成阶段.由于Ti膜晶界浓度高,O扩散明显加快.

摘要： 一种消除电子显微镜电子能量损失谱的漂移的方法及装置，属于能谱测量分析和显微分析领域。该方法通过在电子显微镜1镜筒处的电子能量分析仪2接收电子能量，然后通过串行快响应能谱探测器3将接收到的电子能量损失谱经漂移检测模块5获得能谱漂移量后，将能谱漂移量输入到自适应陷波器6，由自适应陷波器根据信号发生器8提供的参考信号得到下一周期预测量，将预测量变换后输出到电子束漂移管9的电压控制电路或经高低压隔离模块10输入电子显微镜1的高压发生器11。使用该方法及相应装置能够实现对电子能量损失谱接受过程中可能出现的固定窄带频率干扰下能量漂移进行有效抑制。

摘要： 本发明提供了一种能量、动量二维解析的电子能量损失谱仪。本发明解决了电子束源与角分辨电子能量分析器的高分辨率、高信号强度匹配问题。本发明提出的装置包括灵活的电子束源、角分辨模式出射透镜、角分辨电子能量分析器等。本发明是利用角分辨电子能量分析器来分析EELS中的低能非弹性散射电子束；将电子源的灵活性与优异单色化功能、角分辨模式透镜系统对电子束的良好平行汇聚功能、角分辨电子能量分析器对能量和动量的双重解析功能结合在一起，可以同时对非弹性散射电子的动量和能量进行二维解析，得到电子能量损失谱I(E，k)，从而为精确测定表面元激发的完整信息提供测量方法。

摘要： 本发明的目的涉及，在低加速电压下，高分辨率观察明视野STEM、暗视野像STEM以及EELS。本发明涉及具备电子能量损失谱仪(17)的透射扫描型电子显微镜，其中，通过变更试样相对于一次电子束的光轴方向的配置，从而控制STEM检测器(11、13)以及电子能量损失谱仪(17)的捕获角。根据本发明，能够抑制伴随着捕获角的控制的色差的产生，且能够容易地控制最适于明视野STEM、暗视野STEM以及EELS的每一个的散射角度。

摘要： 本发明公开了一种用于过渡族金属氧化物微结构表征的电子能量损失谱学分析方法，属于电子显微学分析技术领域。首先，利用透射电子显微镜获取过渡族金属氧化物中氧的电子能量损失谱，再对氧的电子能量损失谱的近边精细结构进行高斯函数拟合，获得材料中金属元素的价态信息。然后借助五次样条函数拟合，提取出氧的电子能量损失谱广延精细结构中的震荡信号，并对该震荡信号进行坐标变换、去噪、调幅处理。随后对处理后的震荡信号进行傅里叶变换，获得氧原子配位结构信息。综合金属元素价态信息和氧原子配位结构信息，最终得到完整关于过渡族金属氧化物微结构的定量信息。这种分析方法将有助于过渡族金属氧化物材料在催化和储能领域中的研究。

摘要： 本发明提供一种测量待测样品四维电子能量损失谱的方法，所述方法包括如下步骤：S1、将制备好的待测样品放入电镜，旋转待测样品至待测的带轴；S2、在电镜的电子束的汇聚半角为第一汇聚半角下校正像散，再切换电子束的汇聚半角为第二汇聚半角；S3、调整电镜相机上的衍射斑使待测动量区位于狭缝光阑的预留区域内；S4、插入所述狭缝光阑使得所述狭缝光阑位于所述预留区域内；S5、插入单色仪，限制通过电子束的能量，提高能量分辨率；S6、调整像散；S7、获得待测样品当前位置的能量‑动量图。该方法可以测量纳米结构的能量‑动量谱，不需要大块的单晶样品，是角分辨光电子能谱和高分辨电子能量损失谱仪的有效补充。

摘要： 一种消除电子显微镜电子能量损失谱的能量漂移的方法及装置，属于能谱测量分析和显微分析领域。该方法通过在电子显微镜1镜筒处的电子能量分析仪2接收电子能量，然后通过串行快响应能谱探测器3将接收到的电子能量损失谱经漂移检测模块5获得能谱漂移量后，将能谱漂移量输入到自适应限波器6，由自适应限波器根据信号发生器8提供的参考信号得到下一周期预测量，将预测量变换后输出到电子束漂移管9的电压控制电路或经高低压隔离模块10输入电子显微镜1的高压发生器11。使用该方法及相应装置能够实现对电子能量损失谱接受过程中可能出现的固定窄带频率干扰下能量漂移进行有效抑制。

摘要： 本发明提供了一种能量、动量二维解析的电子能量损失谱仪。本发明解决了电子束源与角分辨电子能量分析器的高分辨率、高信号强度匹配问题。本发明提出的装置包括灵活的电子束源、角分辨模式出射透镜、角分辨电子能量分析器等。本发明是利用角分辨电子能量分析器来分析EELS中的低能非弹性散射电子束；将电子源的灵活性与优异单色化功能、角分辨模式透镜系统对电子束的良好平行汇聚功能、角分辨电子能量分析器对能量和动量的双重解析功能结合在一起，可以同时对非弹性散射电子的动量和能量进行二维解析，得到电子能量损失谱I(E，k)，从而为精确测定表面元激发的完整信息提供测量方法。

摘要： 本发明的目的涉及，在低加速电压下，高分辨率观察明视野STEM、暗视野像STEM以及EELS。本发明涉及具备电子能量损失谱仪(17)的透射扫描型电子显微镜，其中，通过变更试样相对于一次电子束的光轴方向的配置，从而控制STEM检测器(11、13)以及电子能量损失谱仪(17)的捕获角。根据本发明，能够抑制伴随着捕获角的控制的色差的产生，且能够容易地控制最适于明视野STEM、暗视野STEM以及EELS的每一个的散射角度。

摘要： 本发明提供一种测量待测样品四维电子能量损失谱的方法，所述方法包括如下步骤：S1、将制备好的待测样品放入电镜，旋转待测样品至待测的带轴；S2、在电镜的电子束的汇聚半角为第一汇聚半角下校正像散，再切换电子束的汇聚半角为第二汇聚半角；S3、调整电镜相机上的衍射斑使待测动量区位于狭缝光阑的预留区域内；S4、插入所述狭缝光阑使得所述狭缝光阑位于所述预留区域内；S5、插入单色仪，限制通过电子束的能量，提高能量分辨率；S6、调整像散；S7、获得待测样品当前位置的能量‑动量图。该方法可以测量纳米结构的能量‑动量谱，不需要大块的单晶样品，是角分辨光电子能谱和高分辨电子能量损失谱仪的有效补充。

摘要： 本发明公开了一种用于过渡族金属氧化物微结构表征的电子能量损失谱学分析方法，属于电子显微学分析技术领域。首先，利用透射电子显微镜获取过渡族金属氧化物中氧的电子能量损失谱，再对氧的电子能量损失谱的近边精细结构进行高斯函数拟合，获得材料中金属元素的价态信息。然后借助五次样条函数拟合，提取出氧的电子能量损失谱广延精细结构中的震荡信号，并对该震荡信号进行坐标变换、去噪、调幅处理。随后对处理后的震荡信号进行傅里叶变换，获得氧原子配位结构信息。综合金属元素价态信息和氧原子配位结构信息，最终得到完整关于过渡族金属氧化物微结构的定量信息。这种分析方法将有助于过渡族金属氧化物材料在催化和储能领域中的研究。