TEM用于几何相位分析

材料的性能在很大程度上取决于它们在原子水平上的组成和结构。例如，催化剂的催化活性取决于活性原子的配位物种、数量和构型。此外，晶相、缺陷和边缘位置的影响也体现在电池和超级电容器的电极材料中。因此，需要在纳米和原子尺度上对材料进行详细的表征，以了解结构与性能的关系，这对器件的改进具有重要意义。透射电子显微镜（TEM）在空间分辨率及其衍生的分析技术方面取得了显著成就，能够在原子尺度上探测材料的丰富信息。

对于某些能源材料，菌株有望调节催化剂的活性，平衡电池的容量和功率密度，以及调节太阳能电池中的电荷载流子行为。因此，揭示材料的应变信息，特别是局部区域的应变分布，对于理解应变引起的性能增强是必不可少的。基于TEM的应变分析方法，包括寻峰程序和几何相位分析（GPA），提供比XRD更高的空间分辨率，并能够可视化应变场。通过将参考晶格外推到变形区域，计算目标晶格的位移矢量，然后通过推导位移计算局部应变来进行寻峰过程。在过去的几年中，GPA已被用于测量新兴材料的晶格应变，它使用傅里叶和复数图像通过分析倒易空间中的图像来测量应变。特别是掺杂引起的晶格畸变。利用GPA，Mao等人得到εYY和εxxCo-Ru纳米颗粒中应变张量的成分。Co原子掺杂到Ru催化剂中，使纳米粒子内部比外部更受压，从而压缩Ru晶格，有效控制催化剂在加氢反应中的选择性。[1]

缺陷，如空位、位错和晶界，可以通过GPA技术反映出来。Byeon等人研究了LiCoO₂在水溶液中的共溶行为，通过GPA直接观察了浸入O₂流中后阳离子空位的形成，强调了原子结构对阴极材料局部稳定性的重要性。[2]

[1] J. Mao, W. Chen, W. Sun, Z. Chen, J. Pei, D. He, C. Lv, D. Wang, Y. Li. Rational control of the selectivity of a ruthenium catalyst for hydrogenation of 4-nitrostyrene by strain regulation Angew. Chem. Int. Ed., 56 (2017), pp. 11971-11975

[2] P. Byeon, H.B. Bae, H.-S. Chung, S.-G. Lee, J.-G. Kim, H.J. Lee, J.W. Choi, S.-Y. Chung

Atomic-scale observation of LiFePO4 and LiCoO2 dissolution behavior in aqueous solutions

Adv. Funct. Mater., 28 (2018), p. 1804564

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