基于低温等离子体聚焦离子束实现的原位纳米芯片液态电镜-原子探针断层扫描技术工作流程
材料科学
2025-04-29 v1 应用物理
摘要
原位/驰存液态电子显微镜（LCTEM）允许实时成像动态纳米尺度液态过程，但受传统液态电镜座的厚液层及电子束通过液体层的散射限制，使可实现的空间分辨率和化学分辨率受到制约。低温原子探针断层扫描（cryo-APT）克服了这些限制，提供近乎原子尺度的冻结液-固界面组成分析。然而，APT仅提供有限的结构分析，且无法进行动态或原位液态电镜研究。本文提出一种新颖的工作流程，用于从原位电化学LCTEM微电机力学系统（MEMS）芯片进行液-固界面的特定低温APT样品制备。利用低温惰性气体转运行李箱和低温等离子体聚焦离子束（PFIB），成功将包含锂电解质的MEMS芯片冻结，转运至PFIB的低温舱台中，制备出含有电解质-电极界面的APT针状样品，随后进行低温转运至原子探针进行纳米尺度组成分析。这种相关方法提供了液-固界面的动态纳米尺度成像和近原子尺度组成分析。该方法实现了来自MEMS基纳米芯片的这些冻结界面的可靠且可重复的APT样品制备，因此可用于各种材料体系和能源转换或储存器件。
引用
@article{arxiv.2504.19020,
title = {A Workflow for Correlative in-situ Nano-chip Liquid Cell Transmission Electron Microscopy and Atom Probe Tomography Enabled by Cryogenic Plasma Focused Ion Beam},
author = {Neil Mulcahy and James O. Douglas and Syeda Ramin Jannat and Lukas Worch and Geri Topore and Baptiste Gault and Mary P. Ryan and Michele Shelly Conroy},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19020},
year = {2025}
}