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学术报告——重庆大学张大梁教授,沙特阿卜杜拉国王科技大学韩宇教授

2019-11-28  磁学实验室

应磁学与磁性材料教育部重点实验室、兰州大学电镜中心和物理科学与技术学院、化学化工学院和有机化学国家重点实验室邀请,重庆大学前沿交叉学科研究院张大梁教授、沙特阿卜杜拉国王科技大学韩宇教授将于20191120日来我校进行学术交流并做学术报告,欢迎广大师生届时参加!

报告一:

主讲人:张大梁教授

  目:冷冻FIB技术在电子束敏感晶体材料HRTEM研究中的应用

  间:20191120日下午2:30-3:30

  点:化学楼101

联系人:彭勇教授

  要:电子束敏感材料的高分辨电子显微成像是透射电子显微学的一个重要问题。2017年,韩宇教授课题组利用K2相机的计数模式首次对ZIF-8金属有机骨架(MOF)材料实现原子分辨电子显微图像的拍摄。受到人工操作的限制,晶体的取向矫正和在曝光过程中的漂移矫正等具体技术细节有待进一步发展。2019年我们进一步开发了一套用于电子束敏感晶体高分辨电子显微拍摄的辅助软件,可以有效地完成晶体取向自动调整和晶体漂移矫正,实现了晶体内部、晶体表面以及缺陷结构的直观表征。然而MOF晶体非常脆弱,难以进行机械加工,并且在高能束流下极不稳定。受到制备方法的限制,电子束敏感材料高分辨成像的应用局限于纳米尺度的晶体材料。

聚焦离子束(FIB)显微镜是大尺试样制备TEM样品的最重要手段,但难以用于MOF和含有机组分的试样。近年来,Cryo-FIB被证明可以用于制备生物样品的TEM样品。在我们的研究中,Cryo-FIB在低温条件下也适用于MOF晶体以及杂化钙钛矿电池材料的TEM制备。利用Cryo-FIB制备的TEM样品,我们可以观察到最高分辨率约为0.14nm的结构细节,以及大尺寸晶体内部的结构位错以及晶界等结构细节。

 

主讲人简介:张大梁教授,本科毕业于吉林大学化学学院,博士毕业于斯德哥尔摩大学结构化学系,现任职于重庆大学前沿交叉学科研究院,从事透射电子显微新方法的开发,以及结合高分辨电子显微学(HRTEM)和电子衍射技术解析复杂的晶体结构的相关研究。共发表SCI收录论文60余篇,其中包括发表在《科学》、《自然化学》以及发表在《美国化学会志》第一作者和通讯作者论文。张大梁代表性的方法学研究成果有:数字旋进电子衍射技术,旋转电子衍射方法,单晶纳米电子衍射技术以及超低剂量高分辨电子显微方法,这些方法主要应用于电子束敏感材料的高分辨电子显微成像及晶体结构研究。论文总引用次数3800余次,平均引用次数60次,H因子为27

 

报告二:

主讲人:韩宇教授

  目:超低电子剂量的高分辨电子显微成像

  间:20191120日下午3:30-4:30

  点:化学楼101

联系人:彭勇教授

  要:High-resolution imaging of electron beam-sensitive crystalline materials, such as zeolites and metal-organic frameworks, is one of the most difficult applications of transmission electron microscopy (TEM). The challenges are manifold, including the acquisition of images with an extremely low beam dose, the time-constrained search for crystal zone axes, the precise alignment of successive images, and the accurate determination of the defocus value. We reported that using a direct-detection electron-counting camera, it is possible to acquire useful high-resolution TEM images with electron dose as low as a few electrons per square angstrom to ensure that the intact structure was captured before damage occurred [1]. Later, we reported a suite of new methods that we recently developed to address the rest challenges mentioned above [2]. Our methods advance the HRTEM of extremely beam-sensitive materials from “occasionally possible” to “routine”. We demonstrate the effectiveness of our methodology by capturing atomic-resolution TEM images of several metal organic frameworks (MOFs) that are generally recognized as highly sensitive to electron beams. In the case of MOF UiO-66, individual metal atomic columns, various types of surface termination, and benzene rings in the organic linkers, are clearly identified. We also successfully apply our methods to other electron beam-sensitive materials, and achieve atomic-resolution TEM imaging of the organic-inorganic hybrid perovskite CH3NH3PbBr3 for the first time [2].  More recently, we applied this new technology to prove the successful encapsulation of single molecule magnets in MOF NU-1000 [3], and to investigate the evolution and transformation of various defects in MOF UiO-66 [4], and to probe the subtle differences in the surface structure between various MOF MIL-101 samples [5]. We also report a new TEM specimen preparation technique particularly useful for beam-sensitive materials. At the end of the presentation, we will briefly discuss a low-dose STEM technique, iDPC-STEM, for imaging guest components in microporous materials [6].

 

References

 

[1]  Y. Zhu, M. Pan, Y. Han et al., Nature Materials, 2017, 16, 532-536

[2]  D. Zhang, Y. Han et al., Science, 2018, 359, 675-679

[3]  M. Wriedt, Y. Han et al., J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 2997-3005

[4]  L, Liu, D. Zhang, Y. Han et al., Nature Chemistry, 2019, 11, 622-628

[5]  X. Li, D. Zhang, Y. Han et al., J. Am. Chem. Soc., 2019, 141, 12021-12028

[6]  L, Liu, Y. Han et al., Angew Chem. Int. Ed., 2019, accepted

 

主讲人简介:韩宇博士为沙特阿卜杜拉国王科技大学化学化工系教授。研究领域包括纳米孔材料的合成及应用、多相催化、气体分离、电子显微镜弱光成像技术等,主要研究专长包括复杂结构孔材料、低维和分级异质结构金属材料的设计合成和显微结构表征,以及在非均相催化中的应用;超低剂量电子显微技术的发展以及在电子束敏感材料结构研究中的应用。迄今为止,发表学术论文200余篇,其中包括权威期刊如NatureScienceNat NanotechnolNat ChemNat MaterNat CommunJACSAngewante ChemieAdvanced Materials等,总引用次数超过17,000H-index66。韩宇教授2004年被麻省理工学院《科技评论》杂志评选为百名青年发明家,2006年获新加坡青年科学家奖;2008年获Thomson Reuters Research Fronts Award (汤姆逊研究前沿奖)2016年被评为中国教育部长江学者讲座教授。

 

 

兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室

兰州大学电镜中心

兰州大学物理科学与技术学院

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