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原位樣品桿知識(shí)：一文了解原位透射電鏡技術(shù)的發(fā)展歷程

前面我們簡單介紹了原位透射電鏡技術(shù)和原位透射電鏡技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，更好的了解原位透射技術(shù)，本文簡要梳理其在 1960-1990 期間的發(fā)展歷程：

原位透射電子顯微技術(shù)（in-situ TEM）起源于 20世紀(jì) 60 年代。

1960 年代：研究人員開始使用透射電子顯微鏡觀察材料在不同溫度下的行為，通過加熱樣品臺(tái)實(shí)現(xiàn)原位觀察。

1970 年代：隨著透射電子顯微鏡技術(shù)的改進(jìn)和儀器設(shè)備的升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了更精確和可控的原位實(shí)驗(yàn)觀測。

1980 年代：在原位實(shí)驗(yàn)中引入了氣氛控制系統(tǒng)，使研究人員能夠研究材料在不同氣氛條件下的性能和行為。

1990 年代：隨著納米材料和納米器件的發(fā)展，原位透射電子顯微鏡得到更廣泛的應(yīng)用，研究領(lǐng)域涵蓋了材料科學(xué)、納米技術(shù)、催化劑研究等多個(gè)領(lǐng)域。

隨著電子顯微鏡技術(shù)和設(shè)備的不斷改進(jìn)，原位透射電子顯微技術(shù)在分辨率、靈敏度和控制能力方面取得了顯著進(jìn)展。在 2000 年代和 2010 年代，原位透射電子顯微鏡技術(shù)在以下方面取得了顯著的發(fā)展進(jìn)展：

1. 高溫和低溫實(shí)驗(yàn)：原位透射電子顯微鏡技術(shù)擴(kuò)展到更高溫度范圍和更低溫度范圍。研究人員可以觀察材料在極端溫度條件下的相變、晶體生長等動(dòng)態(tài)過程。

2. 環(huán)境氣氛控制：原位透射電子顯微鏡技術(shù)中的氣氛控制得到改進(jìn)，可以實(shí)現(xiàn)更精確的氣氛控制，如控制氣氛的成分、壓力和流量。這使得研究人員可以模擬更多真實(shí)世界中的環(huán)境條件。

3. 原位電子束輻照：研究人員開始使用原位透射電子顯微鏡技術(shù)對材料進(jìn)行原位電子束輻照實(shí)驗(yàn)。這種技術(shù)可以模擬輻照環(huán)境下材料的行為，對核能材料、電子器件等領(lǐng)域具有重要意義。

4. 納米尺度操作：原位透射電子顯微鏡技術(shù)發(fā)展了納米尺度的操作能力，例如使用納米探針進(jìn)行局部操控和修復(fù)，實(shí)現(xiàn)對材料結(jié)構(gòu)的精確操作。

5. 數(shù)據(jù)采集和分析：隨著計(jì)算機(jī)處理能力的提高，原位透射電子顯微鏡技術(shù)在數(shù)據(jù)采集和分析方面取得了顯著進(jìn)展。自動(dòng)化數(shù)據(jù)采集和高通量數(shù)據(jù)分析方法的引入，使得研究人員能夠更有效地處理和解釋大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

在 2020 年代，原位透射電子顯微鏡技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，主要集中在以下方面：

1. 原位電子顯微成像新技術(shù)：新的原位電子顯微成像技術(shù)的出現(xiàn)，如原子分辨率顯微鏡（atomic resolution microscopy）和動(dòng)態(tài)原位顯微鏡（dynamic in-situ microscopy），使得研究人員可以更清晰地觀察材料的原子結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)行為。

2. 原位電子能譜分析：結(jié)合能譜分析技術(shù)，可以在原位透射電子顯微鏡中實(shí)現(xiàn)對材料的化學(xué)成分和元素分布的原位觀測，為材料研究提供更全面的信息。

3. 原位電子顯微鏡與其他技術(shù)的融合：原位透射電子顯微鏡技術(shù)與其他表征技術(shù)的融合，如原位 X 射線衍射、原位拉曼光譜等，為多尺度、多模態(tài)的材料表征提供了更全面的解決方案。

4. 數(shù)據(jù)處理與機(jī)器學(xué)習(xí)：利用機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，對原位透射電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理、圖像識(shí)別和模式識(shí)別，加速實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解讀和分析。