《原子層厚二維材料的定量電子顯微學表征》是依託華南農業大學，由林芳擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：原子層厚二維材料的定量電子顯微學表征
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：林芳
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
原子層厚二維晶體材料是近十年出現的重要納米材料，因其具有特殊光學、電學、磁學、機械性能等性質，套用前景廣泛，因此備受科學界青睞。原子尺度的結構與性能相互關聯，開展二維晶體的原子結構研究意義重大。本項目中，我們將主要針對硼氮摻雜石墨烯、氮化硼、摻硒硫化鉬等二維晶體開展研究，擬運用低加速電壓球差校正高解析度電子顯微術(HRTEM)和掃描透射電子顯微術(STEM)，對同一樣品區域進行拍照；我們將著重針對單原子分析發展像處理理論與方法，定量地確定樣品上每個原子的元素信息、三維坐標；並將運用密度泛函方法對求解的結構進行合理性分析。原子層厚二維材料會產生許多有趣的結構變化，如摻雜、缺陷產生等，本項目發展的HRTEM與STEM結合技術以及先進的原子分析技術，將最終為原子動力學運動過程的定量分析打下基礎。
結題摘要
原子層厚二維晶體材料是近十年出現的重要納米材料，因其具有特殊光學、電學、磁學、機械性能等性質，套用前景廣泛，因此備受科學界青睞。低加速電壓球差校正高解析度電子顯微術(HRTEM)和掃描透射電子顯微術(STEM)是觀測二維晶體在原子尺度結構的重要工具，我們針對上述電鏡像的定量分析發展了一系列的算法和程式。首先，我們提出了從單張HRTEM像重建二維晶體出射面的波函式相位的算法，可以有效去除成像時像差的畸變影響，有助於原子位定量的精度。其次，我們提出了多橢圓擬合法精確確定原子位置及強度分布，該方法可以用於定量原子高度信息；再次，我們完成單層二硫化鉬的合成與定量工作，獲得原子尺度的缺陷及邊界結構；最後，我們為電鏡、材料領域的同行提供了本課題組開發的原子定量算法和軟體，精度高、操作方便並且功能豐富。在樣品方面，我們主要研究石墨烯結構，利用重建算法，可以從相位直接分析原子量級的線缺陷結構；並且，我們分析了摻硒二硫化鉬的二維晶體的原子結構，用無監督分類算法精確地獲得元素成分，並分析了晶界、邊緣的晶體結構。本項目以發展方法學和實際套用為主，發展的電鏡像定量分析方法和技術有助於在原子尺度研究晶體結構的動態變化。
