低剂量电子叠层衍射成像揭示沸石中的三维结构与成分不均匀性
材料科学
2023-05-15 v3
摘要
结构与成分的不均匀性在沸石中普遍存在，并显著影响其性能。由于横向分辨率受厚度限制、缺乏深度分辨率以及电子剂量受限的聚焦问题，传统透射电子显微镜（TEM）无法提供关于沸石局部结构的充分信息。我们证明，基于四维扫描透射电子显微镜（4D-STEM）数据的多层叠层衍射成像方法能够克服这些限制。从约 40 纳米厚的 MFI 沸石获得的 4D-STEM 叠层衍射图像展现出约 0.85 埃的超高横向分辨率，能够明确识别单个骨架氧（O）原子并精确确定吸附分子的取向。此外，该方法实现了约 6.6 纳米的深度分辨率，允许对沸石中的氧空位和相界进行三维探测。4D-STEM 叠层衍射成像的结果为 MFI 和 MEL 沸石的三维共生提供了前所未有的完整理解。4D-STEM 叠层衍射成像可普遍应用于各种沸石及其他具有类似电子束敏感性的材料。
引用
@article{arxiv.2212.08998,
title = {Three-dimensional structural and compositional inhomogeneity in zeolites unraveled by low-dose electron ptychography},
author = {Hui Zhang and Guanxing Li and Jiaxing Zhang and Daliang Zhang and Zhen Chen and Xiaona Liu and Peng Guo and Yihan Zhu and Cailing Chen and Lingmei Liu and Xinwen Guo and Yu Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.08998},
year = {2023}
}
备注
42 pages, 19 figures