在纳米尺度上研究材料的三维表面与界面结构

结合高空间分辨电子显微学的表征手段与电子断层成像术，发展在纳米尺度上定量分析材料三维表面与界面结构的实验技术，建立可同时获得三维晶体结构、元素分布、化学键合等信息的测量方法。以建立方法为主体，可用于研究负载型催化剂中金属团簇与载体的三维尺寸、形状、组成、分布等信息，探寻其相互作用，阐明其三维结构对其活性、选择性和稳定性的影响。在三维尺度上研究In2O3/ZrO2复合薄膜的界面，解释In2O3/ZrO2复合薄膜中界面导电的机理。

结合高空间分辨电子显微学的表征手段与电子断层成像术，建立了在纳米尺度上定量分析材料三维表面与界面结构的实验技术。结合能量过滤电子显微学技术与电子断层成像术重构计算得到氧化物界面处的三维空间元素分布，首次将定性研究三维界面形貌推进到了定量分析的层次，实现了在三维尺度上对包埋在In2O3/ZrO2多层纳米薄膜材料内部界面的化学元素分布的定量表征，从结构表征的层次上加深了对于界面处相互掺杂导致的界面导电机理的理解。结合原子序数衬度像技术、透射电子显微术与电子断层成像术重构计算得到催化剂粒子的三维表面结构，并结合晶体学坐标系与实空间坐标系，将具有凹陷结构的纳米催化剂颗粒表面定量指标化，这些高指数晶面对于催化剂反应活性的提升有显著的作用。