近日，我校實(shí)驗(yàn)室與設(shè)備處(分析測(cè)試中心)張俊玉博士在液體池原位透射電鏡領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，相關(guān)學(xué)術(shù)成果發(fā)表在國(guó)際權(quán)威期刊《Small Methods》和《Advanced Functional Materials》上。

其中，在《Small Methods》發(fā)表了題為“Atomic Scale Tracking of Single Layer Oxide Formation:Self-Peeling and Phase Transition in Solution”的文章。過(guò)去十年來(lái)，二維氧化物由于獨(dú)特的二維平面結(jié)構(gòu)和較大比表面等特性廣泛用于光電催化、能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域。但是，這種材料的液相形成機(jī)理并不清楚，大多數(shù)都是基于非原位液體模板理論等推測(cè)，缺乏直觀(guān)證據(jù)。該項(xiàng)研究工作直接運(yùn)用液體池原位透射電鏡實(shí)時(shí)觀(guān)察到超薄二維In₂O₃納米片的原子級(jí)形成路徑（如圖1），即先成核生長(zhǎng)二維InCl₃^.3H₂O中間體，然后自剝離HCl形成In(OH)₃，再相變脫H₂O形成In₂O₃。這是一種未知的二維材料形成過(guò)程即三維結(jié)晶生長(zhǎng)（bottom up）加自剝離（top down）的組合模型過(guò)程，有別于傳統(tǒng)上認(rèn)為的自下而上或者自上而下的單一合成路徑。

這項(xiàng)研究工作在廈門(mén)大學(xué)孫世剛院士（通訊作者）團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下，張俊玉博士（第一作者）等完成。《Small Methods》是Wiley出版社旗下的納米材料領(lǐng)域旗艦期刊，最新影響因子15.3，JCR一區(qū)。

張俊玉博士還總結(jié)了液體池原位透射電鏡在納米結(jié)構(gòu)氧化刻蝕方面的重要研究進(jìn)展（如圖2），綜述文章“Unveiling the Dynamic Oxidative Etching Mechanisms of Nanostructured Metals/Metallic Oxides in Liquid Media Through In Situ Transmission Electron Microscopy”發(fā)表在《Advanced Functional Materials》上。該綜述簡(jiǎn)要介紹了用于原位液體TEM觀(guān)察的液體池設(shè)計(jì)進(jìn)展，系統(tǒng)地描述了原位TEM/STEM在不同表面化學(xué)環(huán)境中金屬或氧化物的刻蝕機(jī)制方面的研究進(jìn)展，闡述了液體池中的置換反應(yīng)和電化學(xué)刻蝕反應(yīng)機(jī)理。最后，提出了運(yùn)用液體池原位透射電鏡技術(shù)在動(dòng)態(tài)氧化刻蝕過(guò)程中的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。這篇綜述將為納米結(jié)構(gòu)材料氧化刻蝕過(guò)程的機(jī)理提供獨(dú)特的見(jiàn)解，有助于制定開(kāi)發(fā)高端先進(jìn)器件的設(shè)計(jì)規(guī)則。

《Advanced Functional Materials》是德國(guó)Wiley出版社旗下的頂級(jí)期刊，當(dāng)前影響因子為19.9，SCI一區(qū)top期刊，在材料化學(xué)領(lǐng)域具有權(quán)威影響力。這篇綜述論文主要由華僑大學(xué)張俊玉博士(第一作者兼通訊作者)，廈門(mén)大學(xué)張橋保教授(共同通訊作者)和香港城市大學(xué)曾志遠(yuǎn)教授等共同完成。

圖1 InCl₃^.3H₂O納米晶單層生長(zhǎng)、雙層生長(zhǎng)、突起生長(zhǎng)及其自剝離和相轉(zhuǎn)化過(guò)程

圖2 液體池原位透射電鏡技術(shù)在納米結(jié)構(gòu)氧化刻蝕方面的代表性工作