Ⅰ 华慧高芯知识库_材料的表征方法下
形貌、成分和结构的表征是材料研究中至关重要的环节，它涉及材料的生长、鉴别、加工和应用等多个方面。根据实验数据类型，材料的表征方法大致分为图像类和谱图类两大类。图像类包括扫描电子显微镜（SEM）、聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）、原子力显微镜（AFM）和透射电子显微镜（TEM）等，而谱图类则涵盖了X射线光电子能谱（XPS）、X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外可见光谱（UV-vis）、核磁共振（NMR）以及X射线吸收光谱（XAS）等技术，以及结合电镜使用的能量损失谱（EELS）和能量散射谱（EDS）等。
在上期文章中，我们对SEM、FIB-SEM和AFM进行了介绍和比较。本期，我们将深入探讨TEM、EELS和EDS技术。这些技术在表征材料的形貌、晶格结构和成分方面具有卓越的性能。
TEM透射电镜，以及其附件如电子衍射、EDS、EELS以及各种样品杆，是表征材料形貌、晶格结构和成分的有效工具之一。基于TEM的技术包括低倍TEM（LMTEM）、选区电子衍射（SAED）、高分辨率TEM（HRTEM）等。
LMTEM能够提供材料的整体形貌和尺寸信息，展示材料的不同形态。SAED则常用于表征材料的晶体结构、结晶性，并协助样品杆转向，以获得高质量的HRTEM图像。HRTEM则是一种更快捷、直观的表征技术，用于测量材料的晶面间距和结晶程度。
EDS作为TEM和SEM的附件，用于分析材料的成分组成和分布。在STEM成像模式下进行EDS mapping，则可以揭示材料的成分分布。通过EDS mapping，可以直观地观察到材料的组成元素及其分布。
EELS（电子能量损失谱）与EDS技术相似，但更适用于分析轻和重元素，同时还能分析材料中元素的成键状态。此外，EELS还可以用来测量材料的厚度，通过收集记录样品的具有零损失峰值的EELS谱，并比较零损失峰值的面积积分与整个光谱的面积积分，即可得出样品的厚度。
基于TEM的技术还包括像模拟、原位透射实验、三维重构等，分别应用于电磁学、热力学、力学、催化、电化学性能与结构关系的表征分析。
文章以详细介绍了TEM、EELS和EDS等技术在材料表征中的应用，这些方法为材料的深入研究提供了有力的支撑。了解这些表征技术不仅有助于材料科学家对材料的结构和性能有更深入的洞察，还对材料的设计和优化具有重要意义。关注华慧高芯网，我们将持续分享更多专业的科普内容，最后，祝大家清明节快乐！
Ⅱ 表征技术 || 化学结构的表征方法你知道多少快收藏吧！
要深入了解物质的微观世界，化学结构的表征方法至关重要。通过先进的技术如质谱、原子吸收光谱、荧光光谱、能谱仪等，可以测定化合物的元素组成和含量。而对化学结构的深入分析，主要依赖于红外吸收光谱、拉曼散射光谱和紫外-可见吸收光谱等三大光谱技术，以及X射线光电子能谱，这些技术揭示了分子结构的内在特性。
化学键，作为原子间连接的纽带，是结构鉴定的核心。通过分析化学键的组成、类型和环境，如红外光谱中的官能团振动，拉曼光谱中的能量跃迁，以及XPS中的化学位移，可以构建分子的“指纹”。例如，红外光谱的指纹区，尽管复杂，但细微的吸收差异能区分结构相似的化合物。
此外，紫外-可见吸收光谱用于研究价电子的跃迁，揭示生色团和助色团对光吸收的影响，而XPS则通过测量光电子的能量，提供原子核对电子的束缚能信息，帮助理解化学状态和化学键的改变。
在实际应用中，如在碳材料制备和电池电极材料的研究中，多种表征技术结合使用，如ZnO催化剂的活性研究和Li-S电池材料的结构分析，展示了多技术联用在结构分析中的重要性。
对于未知化合物的结构鉴定，通常先确定其成分，然后采用特定的光谱技术，如EELS、XANES或核磁共振等。复杂化合物的分析则可能涉及分离和联用技术，如色谱法，以排除相互干扰。