Zephyrnet Logosu

Lantanit katkılı ağır metal oksit ile TEM'de nano ölçekli sıcaklık ölçümünün geliştirilmesi

Tarih:

Mar 07, 2024

(Nanowerk Haberleri) Nanometre boyutunda numunelerin sıcaklığını ölçmek için çığır açan bir yöntem transmisyon elektron mikroskobu (TEM), Profesör Oh-Hoon Kwon ve UNIST Kimya Bölümü'ndeki araştırma ekibi tarafından geliştirilmiştir. Katodolüminesans (CL) spektroskopisine dayanan nano termometreleri kullanan bu yenilikçi teknoloji, ince numunelerin termodinamik özelliklerinin analiz edilmesi ve yüksek teknolojili malzemelerin geliştirilmesinin ilerletilmesi için yeni olanaklar sunuyor. Bu araştırmanın bulguları şu adreste yayınlandı: ACS Nano (“Transmisyon Elektron Mikroskobunda Lantanit Katkılı Ağır Metal Oksit ile Nano Ölçekli Katodolüminesans Termometrisi”). Katodolüminesans (CL) nanotermometrisinin şematik gösterimi Katodolüminesans (CL) nanotermometrisinin şematik gösterimi. (Resim: UNIST) Transmisyon elektron mikroskobu, numune üzerinden kısa dalga boylu bir elektron ışını ileterek araştırmacıların numuneleri yüzbinlerce kez büyüterek gözlemlemelerine olanak tanır. Araştırmacılar, katot ışın emisyon spektroskopisi yoluyla numuneden yayılan ışığı tespit ederek numunenin fiziksel ve optik özelliklerini nanometre ölçeklerinde hassas bir şekilde analiz edebilir. Yeni geliştirilen nano termometreler, öropiyum iyonlarının (Eu) belirli bir katot ışını emisyon bandının sıcaklığa bağlı yoğunluk değişimine dayanmaktadır.3+). Gadolinyum oksit (Gd) içindeki öropiyum iyonları katkılı nanopartiküllerin sentezlenmesiyle2O3), araştırma ekibi elektron ışınından minimum düzeyde hasar alarak uzun vadeli deneylere olanak sağladı. Ekip, dinamik analiz yoluyla, europium iyonlarından gelen ışık yayan bandın yoğunluk oranının, yaklaşık 4 nanometre boyutunda nano termometre parçacıkları kullanılarak yaklaşık 100 °C'lik etkileyici bir ölçüm hatasıyla güvenilir bir sıcaklık göstergesi olduğunu doğruladı. Bu yöntem, geleneksel TEM sıcaklık ölçüm tekniklerinin iki katından daha fazla doğruluk sunar ve uzaysal çözünürlüğü önemli ölçüde artırır. Ayrıca ekip, TEM içindeki bir lazerle sıcaklık değişikliklerini indükleyerek ve aynı anda sıcaklık ve yapısal değişiklikleri gerçek zamanlı olarak ölçerek nano termometrelerin uygulanabilirliğini gösterdi. Bu yetenek, standart TEM analiz prosedürlerine müdahale etmeden, dış uyaranlara yanıt olarak termodinamik özelliklerin nanometre düzeyinde analizine olanak tanır. Çalışmanın ilk yazarı Won-Woo Park, sıcaklık ölçüm sürecinin invaziv olmayan doğasını vurgulayarak, transmisyon elektron ışını ile nano termometre parçacıkları arasındaki etkileşimin, TEM görüntülemeyi bozmadan gerçek zamanlı sıcaklık algılamasına olanak tanıdığını vurguladı. “Gelişmiş nanometrenin en büyük avantajı, sıcaklık ölçüm işleminin mevcut iletim elektron mikroskop analizine müdahale etmemesidir” diye ekledi, “Sıcaklık ışık kullanılarak ölçüldüğünden, iletim arasındaki etkileşim tarafından üretilen bir yan ürün. Elektron ışını ve nanometre parçacığı sayesinde transmisyon elektron mikroskobunun görüntüsünü ölçmek ve sıcaklığı gerçek zamanlı olarak tespit etmek mümkün.” Profesör Kwon, "Geliştirilen sıcaklık ölçüm göstergeleri, gerçek zamanlı görüntüleme teknikleriyle birleştirildiğinde, dış uyaranlara tepki olarak yerel sıcaklık değişikliklerinin gözlemlenmesini kolaylaştırıyor" diyerek bu araştırmanın öneminin altını çizdi. Ayrıca şunu belirtti: "Bu gelişme, ikincil piller ve ekranlar gibi yüksek teknolojili malzemelerin geliştirilmesine önemli ölçüde katkıda bulunmaya hazırlanıyor."

spot_img

En Son İstihbarat

spot_img