理化所JEM-2100F场发射透射电子显微镜

    JEM-2100F场发射透射电镜是北京纳米科学大型仪器区域中心购置的大型仪器设备，理化技术研究所所级中心负责购置和运行管理服务。配备超高分辨极靴，点分辨率0.19纳米。利用透射电镜明场、暗场、电子衍射和高分辨成像技术分析各种无机、有机及复合材料的精细结构，同时配有STEM和能谱附件分析样品的成分及分布情况，通过CCD数字成像系统记录样品的各种信息。

    该设备自2009年正式投入使用以来，有效使用机时已超过8000余小时，为物理所、中科院化学所、微电子所、过程所、北京信息工程大学、北京航天航空大学、上海东华大学、合肥工业大学等国内外科研院所提供高水平的测试服务，有效地支持了973项目、国家自然科学基金重大、重点、面向、青年基金、创新群体等科研计划。在国际一流杂志上发表多篇文章。

    应用案例：

    在此工作中，我们成功地对样品进行了系统的形貌、成分以及结构表征。结果证明，ZnS外壳是单晶六方纤锌矿结构，且与ZnO核存在明显的取向关系，即(01-10)ZnO//(01-10)ZnS，[0001]ZnO//[0001]ZnS。通过对实验条件以及数据结果进行分析，提出了一种在ZnO纳米棒上外延生长单晶ZnS的形核生长机制；利用醋酸溶液除去ZnO核后，制备了单晶ZnS纳米管阵列。此研究成果已经发表在ACS Nano上。

图1 (a,b)为ZnO/ZnS核壳结构纳米棒的低倍平面和截面TEM图像，不同的明暗对比预示着核和壳分别是不同的成分。图1(c,d)为ZnO/ZnS核壳结构纳米棒的平面和截面的元素分布图；图1(e)为ZnO/ZnS核壳结构截面样品的线元素分布图。这些结果清晰的证明了ZnO/ZnS的核壳结构。

图2(a,b) 为ZnO/ZnS核壳结构纳米棒的平面和截面HRTEM图像；可以看出ZnO和ZnS都为六方结构，且具有相同的取向关系。图2(c,d)为ZnO/ZnS核壳结构纳米棒的平面和截面的原子模型图。

图3(a,b)为 ZnS纳米管阵列的SEM和TEM图像，我们观察到 ZnS纳米管的顶端是封闭的，这是由于ZnS除了沿着ZnO纳米棒的侧面外延生长外，还同时沿着轴向外延生长。图3(c,d) 为ZnS纳米管的元素分布和能谱；图3(e,f)为ZnS纳米管的HRTEM图像。