激光网3月8日消息，UNIST化学系的Oh-Hoon Kwon教授及其研究团队开发了一种在透射电子显微镜内测量纳米尺寸样品温度的方法。
这项创新技术利用基于阴极发光光谱的纳米温度计，为分析细小样品的热力学特性和推进高科技材料的发展开辟了新的可能性。
透射电子显微镜允许研究人员通过将短波长电子束透射到样品中，以数十万倍的放大倍率观察样品。通过阴极射线发射光谱检测样品发出的光，研究人员可以在纳米尺度上精细分析样品的物理和光学特性。
新开发的纳米温度计依赖于铕离子特定阴极射线发射带的温度依赖性强度变化。通过合成在氧化钆，研究团队确保了电子束的最小损坏，从而能够进行长期实验。
通过动态分析，该团队证实，铕离子的发光带的强度比是温度的可靠指标，使用尺寸约为100纳米的纳米温度计颗粒，测量误差约为4°C，令人印象深刻。该方法的精度是传统TEM温度测量技术的两倍以上，并显著提高了空间分辨率。
此外，该团队通过在TEM内用激光诱导温度变化并同时实时测量温度和结构变化来证明纳米温度计的适用性。这种能力允许在纳米级上分析响应外部刺激的热力学特性，而不会干扰标准的TEM分析程序。
该研究的第一作者Won-Woo Park强调了温度测量过程的非侵入性，并强调透射电子束和纳米温度计颗粒之间的相互作用可以在不中断TEM成像的情况下进行实时温度检测。
他指出，“所开发的纳米的一大优点是温度测量过程不会干扰现有的透射电子显微镜分析。由于温度是使用光测量的，光是透射电子束和纳米粒子相互作用产生的副产品，因此可以测量透射电子显微镜的图像并实时检测温度。
权教授强调了这项研究的重要性，他说：“所开发的温度测量指标与实时成像技术相结合，有助于观察局部温度在外部刺激下的变化。这一进步有望为二次电池和显示器等高科技材料的发展做出重大贡献。
该研究成果发表在《ACS Nano》杂志上。
