【摘要】 分析TEM具有可视化原子尺度结构和化学环境的能力，自20世纪30年代发明以来，一直被视为材料研究的有效工具。

分析TEM具有可视化原子尺度结构和化学环境的能力，自20世纪30年代发明以来，一直被视为材料研究的有效工具。在其历史的大部分时间里，宽束技术一直被TEM仪器所采用，该仪器提供了样品的相位对比图像。自20世纪90年代以来，得益于像差校正器的实现，TEM的成像分辨率得到了显著提高。这种卓越的分辨能力实现了对原子结构前所未有的观测。康奈尔大学的穆勒团队通过使用电子显微镜像素阵列探测器和ptychography技术，将世界纪录提高到了39 pm。此外，结合EELS等光谱学技术，还可以探测特定原子的电子结构。同时，原位显微镜技术的发展允许揭示化学反应过程中的材料生长和转化过程。到目前为止，先进的TEM技术在研究新兴先进材料在原子水平上的功能起源方面发挥着重要作用。

由于缺乏长程有序和原子尺度上配位数的变化，表征非晶材料中的局部原子结构仍然具有挑战性。RDF描述了周围粒子或原子的密度函数，是影响非晶材料性能的重要结构特征。相比之下，RDF和TEM技术的结合允许对几纳米的区域进行采样，从而为理解纳米级结构变化提供了巨大的潜力。具体来说，图像中RDF的峰包含三类信息：每个峰的位置代表每个配位壳层的半径，峰的积分面积反映每个配位壳层中的原子数，峰的宽度与静态无序和热动力无序效应引起的原子位置的不确定性有关。

具有丰富缺陷和配位不饱和位点的原子无序结构通常赋予无定形结构在能源和环境应用领域的独特性质。Wu等人提出了一种合成无定形贵金属纳米片的通用方法。为了表征试样的局部结构，获得了无定形和结晶Ir纳米片（Ir NSs）的RDF值，无定形Ir NSs中向更高距离的增宽和移动的峰证明了相应原子结构的周期性差。此外，RDF还被用于探测纳米颗粒形成的动力学。[1]

[1] Wu, X. Zheng, P. Cui, H. Jiang, X. Wang, Y. Qu, W. Chen, Y. Lin, H. Li, X. Han, et al. A general synthesis approach for amorphous noble metal nanosheets Nat. Commun., 10 (2019), p. 4855

 

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