弥合差距：通过 FIB-SEM 断层扫描对胶体组装体的三维实空间表征
软凝聚态物质
2019-03-27 v1 材料科学
摘要
在单颗粒水平上对纳米颗粒组装体结构的洞察，是理解这些组装体集体特性的关键，因为这些特性严重依赖于单个颗粒的位置与取向。然而，对于包含 10-500 纳米小胶体的大型微米级组装体，其表征极具挑战性，且难以用常规的光学、电子或 X 射线显微技术完成。在此，我们证明了聚焦离子束-扫描电子显微镜 (FIB-SEM) 断层扫描结合图像处理，能够对对于常规透射电子断层扫描而言过大、对于共聚焦显微镜而言颗粒过小的有序与无序颗粒组装体进行定量的实空间研究。首先，我们展示了对球形纳米颗粒组装体（包含小的各向异性金纳米颗粒）的高分辨率结构分析。其中，FIB-SEM 断层扫描允许对常规透射电子显微镜无法触及的组装体尺寸进行表征。接下来，我们表明 FIB-SEM 断层扫描能够表征更大得多的有序与无序组装体，其中包含直径接近共聚焦显微镜分辨率极限的二氧化硅胶体。我们利用最近开发的颗粒追踪程序，测定了组装体中每个单独（纳米）颗粒的位置与取向。这种高精度的结构信息对于理解和设计新型纳米颗粒材料及过程的集体特性至关重要。
引用
@article{arxiv.1903.09989,
title = {Bridging the Gap: 3D Real-Space Characterization of Colloidal Assemblies via FIB-SEM Tomography},
author = {Jessi E. S. van der Hoeven and Ernest B. van der Wee and D. A. Matthijs de Winter and Michiel Hermes and Yang Liu and Jantina Fokkema and Maarten Bransen and Marijn A. van Huis and Hans C. Gerritsen and Petra E. de Jongh and Alfons van Blaaderen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.09989},
year = {2019}
}
备注
17 pages, 4 figures, Supplemental Information at articles webpage: https://doi.org/10.1039/C8NR09753D