4D-STEM: uma técnica poderosa para estudar materiais sensíveis ao feixe de elétrons no microscópio eletrônico de transmissão

Resumo

A constante demanda por novos materiais e a melhoria das suas propriedades têm sido impulsionadas pela atualização das ferramentas de caracterização. Dentre elas, a microscopia eletrônica de transmissão (TEM) tem se destacado pela possibilidade de unir imagens com análises espectroscópicas e estruturais. Além disso, o aumento da resolução atômica pela correção da aberração esférica e o desenvolvimento de porta-amostras in situ têm sido cruciais para a melhor compreensão das propriedades dos materiais. Recentemente, o desenvolvimento de novas câmeras (CCD ou detector direto) com alto intervalo dinâmico para varredura de TEM permitiu a coleta de dados em quatro dimensões (4D) de diferentes amostras, incluindo aquelas sensíveis ao feixe de elétrons. Os dados 4D consistem em uma imagem espacial bidimensional (2D) em que cada pixel tem uma imagem do espalhamento de elétrons no espaço recíproco (2Dx2D). Dessa forma, os dados 4D são ricos em informações, incluindo informações da estrutura local, orientação, deformação e campos eletromagnéticos. Neste contexto, pretendemos estudar o papel de pequenas quantidades de Sn na sinterização de nanopartículas de óxido de índio-estanho (ITO) em comparação com o In2O3 puro. Esperamos que o experimento 4D-STEM forneça detalhes para o melhor entendimento da sinterização em nanoescala, como a presença de grãos que que induzam preferencialmente a eliminação de poros, enquanto outros interrompem a densificação. Estudaremos também uma amostra sensível ao feixe de elétrons, cuja caracterização não é trivial utilizando o STEM convencional. Pretendemos estudar perovskitas híbridas (com foco na estabilidade da superfície e detalhes estruturais), uma vez que elas têm importância tecnológica para células solares. O estudo de dois sistemas diferentes permitirá a implementação da técnica 4D-STEM no LNNano para usuários internos e externos das instalações de microscopia para diferentes amostras. O BEPE no ER-C fornecerá a experiência necessária para realizar o projeto, pois o grupo anfitrião possui alto conhecimento na análise e processamento de dados 4D-STEM. (AU)