Real-time observation of the nucleation and growth of metal particles using in-situ transmission electron microscopy

Abstract

금속 파티클은 크기와 모양에 따라 벌크 상태와는 다른 광학적, 전기적, 촉매 특성을 갖는다. 이러한 특성들로 인해 촉매, 연료 전지, 생체 의학 분야에 응용되는 연구가 활발히 진행되고 있다. 금속 파티클의 크기와 모양을 정밀하게 조절하기 위해서, 액상 또는 기상에서의 금속 파티클의 핵생성과 성장에 관한 완벽한 이해가 필요하다. 본 연구에서는 금속 파티클 생성과정을 실시간으로 관찰하기 위해 실시간 액상 홀더, 가스 홀더, 열 홀더 기술을 투과전자현미경과 접목시켰다. 용액 농도, 도핑량, 전자빔, 온도, 표면 활성 물질 등과 같은 조건들이 금속 파티클 핵생성과 성장에 미치는 영향을 정량적으로 이해하는 것을 목적으로 한다.|Metal particle research has attracted considerable interests due to many innovative applications such as catalysis, fuel cell, encryption strategies, and biomedicine. These metal particles have various optical, electrical, and catalytic properties which are related to size and shape of particles, unlike bulk materials. For many years, a lot of efforts have been devoted to understand the nucleation and growth mechanism, and to control the size and shape of metal particles. Liquid cell transmission electron microscopy has emerged as a wonderful technique for direct observation of particle growth in liquid phase. Especially, it allows us to observe structural changes and chemical processes in liquid phase, providing a combination of temporal and spatial resolutions that is not achievable with other characterization techniques.