原位樣品桿知識：一文了解原位透射電鏡技術的發展歷程

前面我們簡單介紹了原位透射電鏡技術和原位透射電鏡技術的應用領域，更好的了解原位透射技術，本文簡要梳理其在 1960-1990 期間的發展歷程：

原位透射電子顯微技術（in-situ TEM）起源于 20世紀 60 年代。

1960 年代：研究人員開始使用透射電子顯微鏡觀察材料在不同溫度下的行為，通過加熱樣品臺實現原位觀察。

1970 年代：隨著透射電子顯微鏡技術的改進和儀器設備的升級，實現了更精確和可控的原位實驗觀測。

1980 年代：在原位實驗中引入了氣氛控制系統，使研究人員能夠研究材料在不同氣氛條件下的性能和行為。

1990 年代：隨著納米材料和納米器件的發展，原位透射電子顯微鏡得到更廣泛的應用，研究領域涵蓋了材料科學、納米技術、催化劑研究等多個領域。

隨著電子顯微鏡技術和設備的不斷改進，原位透射電子顯微技術在分辨率、靈敏度和控制能力方面取得了顯著進展。在 2000 年代和 2010 年代，原位透射電子顯微鏡技術在以下方面取得了顯著的發展進展：

1. 高溫和低溫實驗：原位透射電子顯微鏡技術擴展到更高溫度范圍和更低溫度范圍。研究人員可以觀察材料在極端溫度條件下的相變、晶體生長等動態過程。

2. 環境氣氛控制：原位透射電子顯微鏡技術中的氣氛控制得到改進，可以實現更精確的氣氛控制，如控制氣氛的成分、壓力和流量。這使得研究人員可以模擬更多真實世界中的環境條件。

3. 原位電子束輻照：研究人員開始使用原位透射電子顯微鏡技術對材料進行原位電子束輻照實驗。這種技術可以模擬輻照環境下材料的行為，對核能材料、電子器件等領域具有重要意義。

4. 納米尺度操作：原位透射電子顯微鏡技術發展了納米尺度的操作能力，例如使用納米探針進行局部操控和修復，實現對材料結構的精確操作。

5. 數據采集和分析：隨著計算機處理能力的提高，原位透射電子顯微鏡技術在數據采集和分析方面取得了顯著進展。自動化數據采集和高通量數據分析方法的引入，使得研究人員能夠更有效地處理和解釋大量的實驗數據。

在 2020 年代，原位透射電子顯微鏡技術繼續發展，主要集中在以下方面：

1. 原位電子顯微成像新技術：新的原位電子顯微成像技術的出現，如原子分辨率顯微鏡（atomic resolution microscopy）和動態原位顯微鏡（dynamic in-situ microscopy），使得研究人員可以更清晰地觀察材料的原子結構和動態行為。

2. 原位電子能譜分析：結合能譜分析技術，可以在原位透射電子顯微鏡中實現對材料的化學成分和元素分布的原位觀測，為材料研究提供更全面的信息。

3. 原位電子顯微鏡與其他技術的融合：原位透射電子顯微鏡技術與其他表征技術的融合，如原位 X 射線衍射、原位拉曼光譜等，為多尺度、多模態的材料表征提供了更全面的解決方案。

4. 數據處理與機器學習：利用機器學習和人工智能技術，對原位透射電子顯微鏡實驗數據進行高效處理、圖像識別和模式識別，加速實驗結果的解讀和分析。