Une conception pionnière des mouvements atomiques

Figure 1 : Analyse dynamique de l’onde de sortie. Illustration de la forme générale Eq. (1) A partir de la partie imaginaire de l’onde de sortie Im() d’une colonne statique d’atomes, modifiée par les facteurs DW, et d’une colonne dynamique avec des excursions atomiques au-delà de la valeur DW. b- Application du critère standard du modèle équivalent. (1) Pour l’analyse du nanocristal de Co-Mo-S. (b) La partie imaginaire de l’EW1 d’un nanocristal de Co-Mo-S est vue dans l’orientation. c Carte d’élévation montrant les positions de la colonne atomique le long de la direction du faisceau par rapport au plan image commun en fonction de la position dans le plan image. d carte V/(πR2) montrant les potentiels de colonne atomiques prédits tels que mesurés par la surface moyenne des atomes. La carte RAV montre le rayon de propagation des pôles atomiques. La carte f V montre les potentiels intégrés des pôles atomiques. Crédit : DOI : 10.1038 / s41467-021-24857-4

Ces dernières années, un groupe de chercheurs de premier plan dans le domaine de la microscopie électronique et de la catalyse a travaillé pour déterminer les arrangements tridimensionnels des atomes dans les nanocatalyseurs dans les processus chimiques. Leurs travaux combinaient mesures expérimentales et modélisation mathématique.

Le résultat est une nouvelle méthode qui permet de localiser et de localiser atomes simples Dans les nanoparticules, même si elles vibrent et bougent.

jusqu’à maintenant, atomes Dans les nanoparticules, il devrait être stationnaire pendant les observations. Mais les analyses des chercheurs des images 3D à l’échelle atomique ont montré que la prédiction originale n’était pas suffisante. Au lieu de cela, les chercheurs ont révélé le comportement dynamique des atomes à l’aide d’une nouvelle méthode analytique.

Dans leurs travaux, les chercheurs ont choisi d’utiliser un matériau nanoparticulaire catalytique bien connu, le bisulfure de molybdène. Étant donné que la structure atomique du matériau est bien connue, elle a fourni une bonne base pour l’interprétation des images 3D résolues atomiquement du groupe de recherche assemblé avec l’unique TEAM 0.5. Microscope électronique au Lawrence Berkeley National Laboratory, qui offre la résolution picométrique la plus élevée au monde.

La nouvelle méthode est décrite et publiée dans la célèbre revue scientifique Connexions naturelles.

Un nouveau modèle assure l’identification des atomes

Le modèle mathématique permet d’identifier les atomes individuels dans les nanoparticules, même s’ils sont en mouvement. Le modèle mesure à la fois l’intensité et la largeur des atomes dans les images.

« Jusqu’à présent, définir l’atome que nous observons était difficile en raison de la confusion causée par les oscillations des atomes. Cependant, en analysant les oscillations, nous pouvons déterminer plus précisément, par exemple, l’emplacement des atomes individuels de soufre ou de molybdène », explique le professeur Stig Helveg, DTU Physique, qui fait partie du groupe de recherche.

Le nouveau modèle permet également de corriger les changements de nanoparticules sous forme d’oscillations provoquées par l’illumination d’électrons actifs dans un microscope électronique. Ainsi il permettra de se concentrer sur les informations chimiques cachées dans les images, atome par atome – c’est l’essence de la recherche.

L’étape suivante consiste à mesurer la fonction

Les chercheurs espèrent que le nouveau modèle révolutionnaire sera utilisé par d’autres chercheurs dans leur domaine. les Forme Il servira également de base au nouveau centre de recherche fondamentale Stig Helveg au DTU, VISION.

Ici, la focalisation continue sera un pas de plus en combinant des images résolues atomiquement avec des mesures des propriétés catalytiques des nanoparticules. Les connaissances productives contribueront au développement de Nanoparticules Les processus catalytiques dans le cadre de la transition vers l’énergie durable.