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日本研制出可直接观察到轻元素的STEM技术

   据日本精细陶瓷中心(JFCC,名古屋市)在7月12日举行的“2012年JFCC研究成果报告会”(东京会场)上宣布,通过改进透射型电子显微镜(TEM)的成像方法,扩充了直接观察从氢到氧、原子序数为1~16的“轻元素”群化合物等的方法。该研究成果“是JFCC与东京大学、日本产业技术综合研究所、九州大学的共同研究成果”。
  在2011年JFCC研究成果报告会上,相关研究小组曾宣布成功地直接观察到了氢化合物中氢原子的位置及构造,此次的研究成果是其后续发表。如果能够观测到以往一直难以直接观察到的氢这一最轻元素的话,便有望为解明其在燃料电池中的化学反应机理等做出贡献。
    日本精细陶瓷中心以几原雄一主任研究员(东京大学教授)为中心的研究小组,通过组合使用基于扫描透射型电子显微镜(STEM)的环形暗场成像法(ADF-STEM)和环形明场成像法(ABF-STEM)来直接观察所有的元素,解析化合物等的构造。环形暗场成像法利用大直径环形探测器来观测电子束射到试样后高角度散射的电子,可观察重元素群的位置及构造等。而环形明场成像法利用小直径环形探测器来观测低角度散射的电子,可观察轻元素群。通过组合这两种方法,可同时观测重元素和轻元素,从而能够观察构成化合物等的元素的位置及构造。
    近年来,使用新型材料作为锂(Li)离子充电电池的正极及负极,由此提高性能的研发日趋活跃,而锂元素是原子序数仅为3的轻元素,很难查明实际是什么构造,又是如何反应的。此次日本精细陶瓷中心公开了可直接观察到VH2、TiH2、YH2等化合物中氢原子位置的显微镜图像,以及直接观察LiCoO2化合物内的锂原子位置的显微镜图像。该中心的目标是观察到更多氢化合物及锂化合物中轻元素群的位置及构造等,解析更多化合物的构造。

来源:日本技术在线

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