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完全集成的 Iliad (S)TEM，用于高级材料分析
更绿色、更可持续的未来将依赖于循环经济，以最大限度地减少浪费并最大限度地延长我们产品的使用寿命。过渡到这种模式将需要新颖、优化的材料和技术，这些材料和技术目前正在积极开发中。这项关键工作正在生产能源材料、催化剂、量子材料和污染物去除材料的各个领域进行。有效利用这些新材料需要高度精确地了解它们的结构和化学成分，这些结构和化学成分可以通过先进的分析显微镜揭示出来。然而，这些材料中的许多都是透射电子显微镜 (TEM) 等技术的挑战性目标，因为它们对电子束高度敏感。
TEM 室内材料的存在导致的电场和磁场扰动
摘要 — 本文详细研究了在不同于自由空间的条件下，即存在代表性铁磁材料和电介质材料的情况下，TEM 室内部电场 (E) 和磁场 (H) 分布对室相应主模式上方和下方的影响。使用 IEC 61967-2（封闭式）和开放式 TEM 室进行了数百 MHz 至 GHz 的模拟和测量。无论频率和 EUT 位置如何，与电介质材料只在其位置局部改变 E（和 H，取决于介电常数）的范数（∣∣。∣∣）不同，室内存在铁磁材料会同时改变∣∣ E ∣∣ 和 ∣∣ H ∣∣ 分布：局部低于主模式频率，全局高于该频率的整个室底部。这表明，由于铁磁材料引起的 ∣∣ H ∣∣ -场的局部失真比 ∣∣ E ∣∣ -场的局部失真具有更强的影响，而不考虑频率、位置和磁损耗。此外，IEC 61967- 2 和 62132-2 标准中提到的在主模频率以下使用 TEM 室的要求可能并不相关，只要同时考虑 EM 场的不均匀性，并在抗扰度测试中将 IC 封装的存在考虑在引脚周围的等效 ∣∣ E ∣∣ -场水平中即可。
航空发动机点火系统建模与故障诊断开放研究
摘要：航空发动机点火系统是发动机的核心部分，包括点火电源、点火激励器、点火引线和点火火花塞，点火系统的可靠性是发动机能否安全高效运行的关键。对点火系统故障诊断的研究对于提高飞机的安全性和持续适航性具有十分重要的意义。本文主要对航空发动机点火系统故障的诊断方法研究和诊断系统设计进行了研究。针对这一问题，设计了点火系统数学模型，并利用该模型模拟点火系统故障，建立点火系统理论数据库。然后搭建实验系统，模拟真实点火系统故障，生成点火系统仿真数据库。基于点火系统故障数据库，采用波形图像匹配算法实现真实点火波形与故障数据库中波形的对比。最后，提出了基于诊断平台和配备高速数据采集卡的工控机的点火系统故障诊断系统。分析结果表明，点火系统故障诊断系统能够准确识别典型的点火故障。
Operando Tem>揭示的氧化还原金属催化剂的相共存和结构动力学
迫切需要过渡到整个更可持续的社会，尤其是化学工业。[1,2]，尽管进行了深入的研究，但我们目前对催化剂的激活，稳定性能，衰老，失活和再生的过程不可能应对这一挑战。[3-14]随后，无论我们在合成和表征方法方面的进步如何，新催化剂的经验发现仍然是常态。这是一个非常低效，耗时且总体上不满意的努力。关于最佳催化剂设计的量身定制设计的主张只有在建立了对工作催化剂的结构活动相关性的原子性理解后才能实现。这要求我们首先了解反应物的化学潜力如何影响催化剂的状态，以及这些气相和温度诱导的修饰如何反馈或在催化过程中进化。为了更多地阐明催化剂和反应性物种之间的相互作用，并遵循导致催化活性，实地和实时观察到高空间分辨率的活性催化剂的出现的过程。[15,16]
气溶胶喷气式印刷作为操作电化学TEM微电视的多功能样品制备方法
很多重点是研究其运作，降级和最终（最终）的原则。投资新的路线以提高电池的容量和寿命，需要在其操作的各个阶段仔细表征组成型材料，或者更好地观察他们在设备运行时获取信息的能力。在这些方法中，Operando Liquid-Cell透射电子显微镜（也称为原位液体传输电子显微镜（TEM））在文献中受到了很大的关注。[1-7]对于这种技术，微制造用于创建两个硅芯片，每芯片都涂有一层薄层的氮化硅（SIN X）。然后将硅在本地蚀刻以形成悬浮的电子透明罪x窗口。其中一种芯片通常用图案化的光片涂层，该光片可以用作定义细胞厚度的间隔器。可以在两个Si芯片之间密封一层液体（这称为液体电池）。可以在液体环境中与液体环境中的电子成像，在TEM列中，可以用电子成像，从而规避高真空吸尘器的严格要求。当将这种方法用作研究电化学系统的操作技术时，用2或3个电触点对芯片进行了图案，并且其中至少有一个（称为工作电极）位于Sin X窗口区域上。这种方法进一步称为电化学TEM（EC-TEM），已用于研究燃料电池和电池系统。[1,3,8,9] EC-TEM面临的最大挑战之一是对电极的可靠制备，必须足够薄才能通过液体电池进行电子传输，并且必须仔细地将其定位在con-tact上（需要在10 µm的订单下定位精度）。此外，在机械应变下稀薄的Sin X窗户可以很容易地破裂，并且液体细胞可能会遭受不完美的密封，从而使显微镜真空降解。因此，迄今为止的许多EC-TEM研究都集中在实验期间在工作电极上电沉积的感兴趣材料（例如Li Metal）的系统。[1,3,10]以这种方式，感兴趣的材料仅限于电极，并且在实验之前不需要大量的样品准备。因此，关于工业相关材料的EC-TEM文献通常是不相容的，因为它们通常是不兼容的
利用相关事后拉曼和 TEM 研究纳米压痕引起的硅结构变化与温度的关系
硅仍然是技术上最重要的材料之一，广泛应用于各种微电子和微机电系统 (MEMS) 设备和传感器。几十年的深入工业研究已经带来了一些最先进的硅材料加工路线，但有关其机械性能的一些细节仍然是个谜。这并不是因为缺乏努力，而是因为其复杂性。就变形机制而言，位错塑性、断裂和各种相变都是可能的，具体取决于加载速率、应力状态、尺寸、温度、杂质的存在等。本研究重点关注硅中的相变，这种相变发生在以压缩载荷为主的围压下 [1-3]。这使得仪器压痕成为诱导此类行为的流行选择 [4,5]，我们在各种温度下都进行了这种测试。本研究的独特之处在于联合使用了两种事后显微镜技术：压痕的拉曼映射和聚焦离子束 (FIB) 加工提升的透射电子显微镜 (TEM)。这样做是为了试图更详细地了解不仅发生了哪些相变，而且了解它们在空间中的分布情况以及这种相变与压头下方局部应力状态的关系。在高温下，使用配备 800C 的 Hysitron PI88 原位 SEM 压痕和配备金刚石 Berkovich 尖端的原型高真空平台纳米压痕系统测试了具有 <001> 取向和 p 型掺杂的硅晶片，电阻率为 0.001-0.005 Ω-cm，相当于 1x1019 - 1x1020 cm-3 硼掺杂。沿着压痕的对角线准备提取件，从而将一个面和一个角一分为二。在减薄和转移到半网格之前，先沉积保护性铂。样品制备采用 FEI Versa 3D 双束和 EasyLift 操纵器（Thermo Fischer Scientific，希尔斯伯勒），并使用在明场中以 300keV 运行的 Technai F30 TEM 进行成像。图 1 显示了硅从室温到 450°C 的纳米压痕行为变化的摘要。其中，硬度最初随着温度升高到大约 150°C，然后开始稳步下降。这是一个相当有趣的观察结果，因为当性能由位错塑性介导时，硬度和屈服强度通常会随着温度的升高而降低 - 这表明在低温范围内其他行为占主导地位。这也体现在压痕的后期 SEM 成像中，因为在室温下会出现剥落，在 100°C 时会消失，然后在 200°C 时变成延性流动。剥落归因于卸载过程中晶格膨胀的相变。图 2 展示了一些关于解释这种硬度变化的变形机制变化的理解，其中显示了事后拉曼图和 TEM 图像。此处，室温拉曼图显示压头压痕下有一个强烈的相变区域，这从 TEM 成像中也可以看出来。当温度升高到 100°C 时，拉曼光谱显示从非晶态、R8 和 BC8 硅相的复杂混合物急剧转变为六方相和金刚石立方体相。事后 TEM 也显示相变区域的变化，特别是总相变材料的减少。在 200°C 时，拉曼光谱显示为金刚石立方体，含有少量六方材料。TEM 显示压痕下似乎以孪生塑性为主，几乎没有明显的相变材料。
使用直接检测装置在能量过滤 TEM 中获取中等能量损失下的标记生物样本的元素映射
EELS 技术已应用于材料科学，以单原子灵敏度绘制元素图谱 5–7，并应用于生物科学，以检测和量化多种内源性元素。8–11 EELS 技术可应用于透射电子显微镜 (TEM) 模式，通常称为能量过滤 TEM (EFTEM) 12–16，或应用于扫描透射电子显微镜 (STEM) 模式，称为 STEM-EELS 或 EELS 光谱成像。17–22 虽然 EFTEM 模式的灵敏度低于 STEM-EELS，但它提供的视野更大，至少大一个数量级，通常为 105–107 像素，而 STEM-EELS 为 103–105 像素。 10,17 对于某些生物应用，更宽广的视野与分辨率或灵敏度同样重要，例如使用彩色 EM 电子探针同时标记细胞中的多种细胞蛋白质/细胞器。23–25 在我们开发的方法中，通过依次沉积与二氨基联苯胺结合的特定镧系元素螯合物来实现多个目标分子的定位，这些螯合物被正交光敏剂/过氧化物酶选择性氧化。23 然后将通过 EFTEM 模式获得的镧系元素的芯损耗或高损耗（M 4,5 边缘）元素图/图以伪彩色叠加到常规电子显微照片上以创建彩色 EM 图像。23,26,27
使用直接检测装置获取的能量滤波器中中间能量损失时标记的生物标本的元素映射
鳗鱼技术已应用于材料中，以绘制单个原子敏感性5-7和生物科学的映射元素，以检测和量化许多内部元素。8–11鳗鱼技术可以在透射电子显微镜（TEM）模式中应用，通常称为能量过滤TEM（EFTEM）12-16或扫描透射透射电子显微镜（STEM）模式，称为Stem-Eels或EELS Spectrum-Imimiganging。17–22尽管EFTEM模式的灵敏度低于Stem-Eels，但它提供了更大的视野，至少要大的数量级，通常为10 5 –10 7像素，而茎 - 茎中的10 3 –10 5像素。10,17对于某些生物学应用，更包含的视野与分辨率或灵敏度一样重要，就像将颜色EM电子探针应用于同时在细胞中标记多个细胞蛋白/细胞器的情况一样。23–25在我们开发的方法中，多个靶向分子的定位是通过序列沉积与二氨基苯胺结合的序列沉积来实现的，二氨基苯胺被正交光泽剂/过氧化物酶选择性地氧化。23然后，通过EFTEM模式获得的LAN比的核心损坏或高损坏（M 4,5边）元素图/地图在伪色中叠加在传统的电子显微照片上，以创建颜色的EM图像。23,26,27
金属材料中错位密度的实验测量：测量技术之间的定量比较（XRD，R-ECCI，HR-EBSD，TEM）
脱位密度。那些不同的方法不观察到相同类型的位错，即统计存储的位错（SSD）和/或几何必需的脱位（GND）。有些是直接测量技术，例如ECCI和TEM成像，而其他是非方向方法，即HR-EBSD和XRD测量。因此，提出了使用这四种技术在未变形和变形的双链钢上获得的测量值的定量比较。对于低变形，位错密度很小（成像方法相当性能，而XRD 1- 5×10 13 m - 2），测量值的不确定性水平高。HR-EBSD测量结果表明，结果与这些变形水平的其他方法非常吻合。对于较高的变形水平（上面的脱位密度），成像方法不再相关，因此1 - 3×10 14 m - 2