《Nature》子刊:上海科大在原子尺度原位观测碱金属生长过程


发布时间:

2023-12-14

碱金属在医药、电池等领域得到了广泛的研究。然而,由于化学反应性和电子/离子束灵敏度的限制,碱金属的固有原子结构及其基本性质难以揭示。

碱金属在医药、电池等领域得到了广泛的研究。然而,由于化学反应性和电子/离子束灵敏度的限制,碱金属的固有原子结构及其基本性质难以揭示。

近日,上海科技大学于奕课题组利用先进的原位透射电镜技术,提出了一种在原子尺度原位观测碱金属生长过程的简单而通用的方法,在室温下实现了金属锂和金属钠的原子分辨率成像,并以毫秒的时间分辨率在原子尺度上可视化了碱金属的生长过程。该研究有助于更好地理解锂离子电池中锂枝晶和固体电解质之间的关系。相关研究成果以"Unravelling the room-temperature atomic structure and growth kinetics of lithium metal"为题发表在NATURE COMMUNICATIONS上。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-020-19206-w.

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图:原位TEM实验方法

研究人员利用PicoFemto®原位TEM-STM电学样品杆搭建了锂支晶原位生长和力学测试的实验环境。锂颗粒被附着在样品杆的载样区,另一端使用STM针尖与锂颗粒接触,通过施加电信号后形成锂支晶。利用原位杆的三维操纵功能可以原位对锂枝晶进行拉伸,直到拉断。在PicoFemto®原位TEM-STM电学样品杆的协助下,该原位实验过程可以在保证电镜分辨率的情况下观测到。

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图:电子束诱导下的碱金属生长过程

  

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图:原位观测锂支晶形成、拉断过程

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图:研究中使用的TEM-STM电学样品杆

安徽泽攸科技有限公司是一家具有完全自主知识产权的科学仪器公司, 自20世纪90年代开始投入电镜及相关附件研发以来,研发团队一直致力于为纳米科学研究提供卓越的仪器。目前,公司有包括PicoFemto系列原位TEM测量系统原位SEM测量系统ZEM系列台式扫描电镜JS系列台阶仪纳米位移台二维材料转移台探针台及低温系统光栅尺等在类的多个产品线,在国内外均获得了高度关注,填补了国家在高端精密仪器领域的诸多空白。