Ion generation by photoionization and photofield tunneling of electrons during atom probe tomography of thermally grown chromia with deep UV laser light
研究利用深紫外激光原子探针层析成像分析热生长氧化铬的离子产生机制，发现光致电离与电子光场隧穿而非热蒸发主导其场蒸发限速过程。
2024-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Exploring the Surface Segregation of Rh Dopant in PtNi Nanoparticles through Atom Probe Tomography Analysis
质子交换膜燃料电池有望成为氢基发电和储存的能量转换装置。然而，在阴极处的氧还原的缓慢动力学强加了对具有大的可用面积的高活性催化剂（通常为Pt或Pt基）的需要。Pt的稀缺增加了部署和操作成本，推动了新型高活性物质系统的开发。作为替代方案，Rh掺杂的PtNi纳米颗粒被认为是有前途的氧还原催化剂，但纳米颗粒中组成元素的3D分布仍然不清楚，使得难以指导性能优化。在这里，先进的显微镜和微量分析技术的组合被用来研究的Rh分布在PtNi纳米粒子，Rh表面偏析被揭示，即使与总Rh含量低于2at. %.我们的研究结果表明，掺杂和表面化学必须仔细研究，以建立一个明确的联系与催化活性可以真正建立。
2023-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Dispersing Nanoparticles in a Polymer Film via Solvent Evaporation
采用大规模分子动力学模拟研究了溶剂蒸发过程中纳米粒子在聚合物薄膜中的分散行为。当溶剂蒸发时，在液体/蒸气界面处形成致密的富含聚合物的表层，其取决于NP/聚合物相互作用的强度而为富含NP或贫乏NP。当纳米颗粒被聚合物强烈润湿时，纳米颗粒在界面处积聚并形成层。然而，当NP仅被聚合物部分润湿时，大多数NP均匀地分布在聚合物膜的本体中，致密的表层用作阻挡层以防止NP移动到界面。我们的研究结果指出了一种可能的途径，采用不太有利的NP/聚合物相互作用和快速溶剂蒸发，以均匀地分散在聚合物膜中的NP，相反的共同信念，强大的NP/聚合物的吸引力，需要使NP良好地分散在聚合物纳米复合材料。
2016-05-20 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Windowless Observation of Evaporation-Induced Coarsening of Au-Pt Nanoparticles in Polymer Nanoreactors
纳米粒子和溶剂之间的相互作用在复杂的亚稳态纳米结构的形成中起着关键作用。然而，这种相互作用的高空间和时间分辨率的直接观察是具有挑战性的与传统的液池透射电子显微镜（TEM）实验。在这里，一个无窗的系统组成的聚合物纳米反应器通过扫描探针嵌段共聚物光刻（SPBCL）沉积在无定形碳膜上被用来研究超细（1-3 nm）Au-Pt纳米粒子的粗化作为溶剂蒸发的函数。在这样的反应器中，均匀的Au-Pt纳米颗粒在电子辐照下由金属离子前体原位合成。薄聚合物膜的不均匀蒸发不仅使纳米颗粒集中，而且还加速了后退聚合物边缘处的聚结动力学。对影响聚结的颗粒力的定性分析表明，聚合物边缘的毛细拖曳在加速这一过程中发挥着重要作用。总的来说，这项工作：1）提供了对溶剂在多元素纳米结构合成过程中纳米颗粒的化学和粗化行为中的作用的基本见解，2）提供了对颗粒如何通过SPBCL过程形成的见解，以及3）显示了SPBCL生成的圆顶，而不是液体细胞，如何用于研究纳米颗粒的形成。更一般地说，它显示了为什么传统的颗粒粗化模型，不考虑溶剂蒸发，不能用来描述发生在薄膜，液体为基础的纳米结构的合成。
2018-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.chem-ph
Tracking atomic-scale interdiffusion in immiscible bimetallic nanoparticles via four-dimensional electron tomography
Beijing National Laboratory for Molecular Sciences, Center for Integrated Spectroscopy, College of Chemistry and Molecular Engineering, Peking University（北京大学化学与分子工程学院集成光谱中心北京分子科学国家实验室）
利用四维原子分辨率电子断层扫描和原位扫描透射电镜，揭示了不混溶PdIr纳米颗粒在远低于熔点的温度下由互扩散驱动的原子尺度混溶转变，包括表面重构、原子跳跃和界面扩散等中间过程。
2026-06-11 cond-mat.mtrl-sci
Specimen preparation for atom probe tomography analysis of complex multifunctional nanoparticles and nanostructures: state-of-the-art and challenges
本文综述了利用共电沉积法制备复杂多功能纳米颗粒和纳米结构APT样品的现状，指出其面临的挑战并提出改进方案以提高测量产率，从而优化功能纳米材料性能。
2025-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Effects of the local structure dependence of evaporation fields on field evaporation behavior
精确的三维重建的原子位置，并充分量化的信息中所包含的原子探针断层扫描数据依赖于理解的物理过程中发生的原子从针形试样的场蒸发。然而，原子探针层析成像的建模框架充其量仍然是定性的。建立在以前开发的连续场模型，我们引入了一个更物理的方法与蒸发事件的选择密度泛函理论计算的基础上。这个新的模型再现了实验观察到的蒸发，解吸图和深度分辨率的顺序的关键功能，并提供了空间分辨率的物理限制的见解。
2015-08-19 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph
Stratification in Drying Films Containing Bidisperse Mixtures of Nanoparticles
采用大规模分子动力学模拟研究了蒸发速率和体积分数对纳米颗粒在干燥过程中分布的影响。我们的研究结果表明，当${\rm Pe}_sϕ_s \gtrsim c$与$c\sim 1$，其中${\rm Pe}_s$是Péclet数和$ϕ_s$是较小颗粒的体积分数时，可以发生“顶部小”分层。"顶部小“的该${\rm Pe}_sϕ_s$阈值比将溶剂处理为隐式粘性背景的模型的预测值大$\simα^2$倍，其中$α$是大颗粒和小颗粒之间的尺寸比。我们的模拟进一步表明，当溶剂的蒸发速率降低时，可以增强“小的顶部”分层，这是现有理论所不能预测的。这种意想不到的行为解释与热泳与溶剂密度的正梯度所造成的蒸发冷却在液-气界面。对于超快蒸发，梯度是大的，并驱动纳米颗粒朝向液体/蒸气界面。对于较大的纳米颗粒，这种泳动效应更强，因此当蒸发速率较慢时（但不太慢，使得在干燥膜中产生纳米颗粒的均匀分布），“顶部小”分层变得更明显，因为有利于顶部上的较大颗粒的热泳被减轻。当${\rm Pe}_s$较大但$ϕ_s$较小时，类似的效应可导致阈值以上的${\rm Pe}_sϕ_s$的“大在上”分层。我们的研究结果揭示了包括溶剂明确建模时蒸发诱导的颗粒分离和组织的重要性，并指出密度梯度所带来的超快蒸发的重要作用。
2018-05-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.comp-ph
Optimizing compositional and atomic-level information of oxides in atom probe tomography
原子探针层析成像（APT）是一种3D分析技术，具有独特的化学精度和灵敏度，具有亚纳米空间分辨率。近年来，APT在复杂氧化物材料中的应用引起了人们越来越多的兴趣，从而对化学组成的局部变化与突发物理性质之间的关系有了新的认识。然而，与冶金领域相比，APT通常用于在原子水平上研究材料，复合氧化物及其特定的场蒸发机制则很少探索。在这里，我们进行APT测量的六方晶系锰氧化物ErMnO 3和系统地研究不同的实验参数对测得的组成和原子结构的影响。我们证明了在低激光能量（< 5 pJ）下，通过提高荷态比（CSR）可以提高质量分辨能力（MRP）和成分精度。此外，我们观察到一个实质性的优先保留的Er原子，这是抑制在较高的CSR。我们解释我们的研究结果的基础上基本场蒸发的概念，扩大知识的影响，关键实验参数和场蒸发过程中的复杂氧化物。
2023-03-28 cond-mat.mtrl-sci
The onset of a liquid-vapour transition in metallic nanoparticles
我们研究铅纳米液滴含有147至1415个原子的温度范围从散装熔点的蒸发制度的开始。采用了分子动力学模拟和嵌入原子势。分析了团簇中原子的结构、总能量和迁移率。我们发现，147个原子的液体团簇显示出明显的倾向，形成非球形的形状，有时分离成两个液滴。较大的团簇通过单体的蒸发而分解。我们还探讨了这些纳米液滴的形状振荡使用核液滴模型。
1997-10-03 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Substrate-Mediated Evaporation and Stochastic Evolution of Supported Au Nanoparticles
Brookhaven National Laboratory（布鲁海文国家实验室）；University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究高温真空退火过程中支撑金纳米颗粒的蒸发行为及其随机演化，提出自洽理论解释平均收缩与颗粒级变异性，揭示随机性在纳米尺度的重要性。
2026-03-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Correlation Between Dopant Atom Evaporation Field and Measured Site Preference in Atom Probe Tomography
Norwegian University of Science and Technology (NTNU)（挪威科技大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Univ Rouen Normandie, INSA Rouen Normandie, CNRS, Normandie Univ（鲁昂诺曼底大学、鲁昂诺曼底国立应用科学学院、法国国家科学研究中心、诺曼底大学）；Department of Physics, NTNU（挪威科技大学物理系）；Faculty of Physics and Center for Nanointegration Duisburg-Essen (CENIDE), University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学物理学院与纳米集成中心（CENIDE））；Research Center Future Energy Materials and Systems, Research Alliance Ruhr（未来能源材料与系统研究中心，鲁尔研究联盟）
本研究通过Zr掺杂ErMnO3模型，揭示原子探针层析成像中掺杂原子蒸发场与测量位点偏好相关，发现选择性保留影响位点确定，对APT分析掺杂原子至关重要。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Simultaneous Successive Twinning Captured by Atomic Electron Tomography
多重孪晶纳米结构的形状控制合成在纳米科学中受到高度重视，这在很大程度上是由于希望控制金属纳米颗粒的尺寸、形状和终止面以用于催化。直接控制溶液生长纳米颗粒的尺寸和形状依赖于对合成参数如何在合成期间改变纳米颗粒结构的理解。然而，虽然结果群体可以有效地研究与标准的电子显微镜方法，瞬态结构，出现在一些合成路线是难以研究使用传统的高分辨率成像方法，由于三维纳米结构的高度复杂性。在这里，我们已经研究了流行的瞬态结构的生长过程中的多重孪生粒子和采用原子电子断层扫描，以揭示原子尺度的三维结构的Pd纳米粒子进行形状转变。通过识别结构中超过20，000个原子并根据其局部晶体学环境对其进行分类，我们观察到一种多重孪生结构，该结构与从十面体到二十面体结构的同时连续孪生一致。我们还观察到纳米颗粒中的高度结构无序，以及颗粒表面上的无序晶体结构。我们的研究结果揭示了二十面体纳米颗粒结构形成的转变机制。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Frontiers of atom probe tomography physics, data processing, and analysis
University of Michigan（密歇根大学）；Pacific Northwest National Laboratory（太平洋西北国家实验室）；University of Surrey（萨里大学）；The University of Oklahoma（俄克拉荷马大学）；Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；University of Rouen Normandie（鲁昂诺曼底大学）；University at Buffalo-SUNY（纽约州立大学布法罗分校）；National Institute of Standards and Technology（美国国家标准与技术研究院）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；United Kingdom National Nuclear Laboratory（英国国家核实验室）
本文综述了原子探针显微术在物理、数据处理与分析方面的最新进展，强调了标准化在提升数据可重复性和解释性中的重要性。
2026-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Tunable Nanoparticle Stripe Patterns at Inclined Surfaces
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本研究通过控制倾斜基底和纳米粒子浓度，实现了在倾斜表面形成可调周期性纳米粒子条纹图案，揭示了重力与界面力的相互作用对纳米结构组装的影响。
2026-01-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Direct imaging of liquid-nanoparticle interface with atom probe tomography
了解液体-纳米颗粒（NP）界面的结构和化学组成对于广泛的物理，化学和生物过程至关重要。在这项研究中，直接成像的液体-NP界面的原子探针层析成像（APT）的报告为第一次，它揭示了在这个关键领域的分布和关键原子和分子的相互作用。APT样品通过在金属尖端上控制含有纳米颗粒的溶液的石墨烯封装来制备，其中末端半径在50 nm的范围内以允许场电离和蒸发。以悬浮液中的金纳米颗粒（AuNPs）为例，对APT的质谱和三维（3D）化学图的分析提供了具有近原子分辨率的水-金界面的详细图像。在水-金界面处，已经观察到富含水（H2O）分子的双电层（EDL）的形成，这是由柠檬酸三钠层与AuNP之间的结合产生的电荷引起的。在本体水区域中，已显示重构H2O的密度是一致的，反映了石墨烯封装后H2O分子的高度堆积密度。这项研究是第一次演示的直接成像的液体-NP界面使用APT的结果提供了一个原子的液体-NP界面的原子三维解剖。
2020-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Bridging the Gap: 3D Real-Space Characterization of Colloidal Assemblies via FIB-SEM Tomography
洞察纳米粒子组装体的结构，直到一个单一的粒子水平是关键，以了解这些组件的集体性质，这严重依赖于单个粒子的位置和取向。然而，含有小的10-500纳米尺寸的胶体的大的微米尺寸的组件的表征是非常具有挑战性的，并且不能容易地用常规的光、电子或X射线显微镜技术来完成。在这里，我们证明了聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM）断层扫描结合图像处理，使定量的真实空间研究有序和无序的粒子组件太大的传统的透射电子断层扫描，包含粒子太小的共聚焦显微镜。首先，我们展示了高分辨率的结构分析球形纳米粒子组件，包含小的各向异性的金纳米粒子。在此，FIB-SEM断层扫描允许表征组装尺寸，这是传统的透射电子显微镜无法访问的。接下来，我们表明，FIB-SEM断层扫描是能够表征更大的有序和无序的组件包含二氧化硅胶体的直径接近共聚焦显微镜的分辨率极限。我们确定的位置和方向的每个单独的（纳米）粒子在组件中使用最近开发的粒子跟踪例程。这种高精度的结构信息对于理解和设计新的基于纳米颗粒的材料和工艺的集体性质是必不可少的。
2019-03-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Unexpected Field Evaporation Sequence in $γ$-TiAl
本研究利用分子动力学全动力学模拟方法，重新研究了[001]取向的$γ$-TiAl的蒸发行为，成功重现了实验数据中缺乏明显Al和Ti层的现象，并揭示了Ti的分步断键过程导致强键合Ti原子优先蒸发的反直觉机制。
2023-11-27 cond-mat.mtrl-sci
Considerations for Electromagnetic Simulations for a Quantitative Correlation of Optical Spectroscopy and Electron Tomography of Plasmonic Nanoparticles
本研究针对等离子体纳米颗粒形貌与光学截面的定量关联需求，分析影响电磁模拟精度的关键因素，开发适配电子断层扫描数据的模拟工作流程，优化数据处理步骤以最小化形状误差、提升模拟可靠性。
2024-10-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
3D atomistic imaging of polymer nanocomposites with Atom Probe Tomography: experimental methodology, preliminary results and future outlook
Imperial College London（帝国理工学院）；University of Warwick（华威大学）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；University of Oxford（牛津大学）
本研究首次应用原子探针显微术对聚合物纳米复合材料进行3D原子级成像，探讨了实验方法、初步结果及未来发展方向。
2026-01-19 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Impact of Extreme Electrical Fields on Charge Density Distributions in Alloys
本工作的目的是确定与极端场下的电荷密度分布相关联的场蒸发机制，将原子探针层析成像（APT）实验与密度泛函理论（DFT）建模相结合。用密度泛函理论模拟了高电场下材料表面成键对表面原子蒸发场的影响。我们展示了如何蒸发场的原子是相关的电荷密度通过比较的方向性和本地化的电子与蒸发的单离子与二聚体。这种蒸发机制对于APT数据的重建是重要的，APT数据部分依赖于原子的输入蒸发场。在$L1_{2}-Al_{3}Sc$中，与$Al-Sc$表面原子相比，$Al-Al$表面原子更可能作为二聚体蒸发。我们发现，这是由于$Al-Al$具有共享的电荷密度，而$Al-Sc$具有局部化在$Sc$原子周围的增加的密度。此外，被认为是作为电荷密度的函数的表面原子的蒸发物理的次表层的作用。除了改进APT数据重建的实际考虑之外，这项工作还为极端环境下的表面化学设计提供了一种方法。
2015-10-30 cond-mat.mtrl-sci
Direct observation of three-dimensional atomic structure of twinned metallic nanoparticles and their catalytic properties
我们使用深度学习辅助原子电子断层扫描确定了由两个纳米团簇合并形成的哑铃形Pt纳米颗粒的完整3D原子结构。在界面处清楚地观察到双孪晶界的形成，同时在整个纳米哑铃中也发现了大量的各向异性和无序。这表明，界面原子的扩散主要控制的聚结过程，但也涉及其他动态过程，如表面重组和塑性形变。完整的3D应变张量被清楚地映射，这允许直接计算表面处的氧还原反应活性。在纳米钟的突出区域发现了强的拉伸应变，这导致在{100}面上的催化活性提高。这一工作为单原子水平上的聚结机理以及原子结构与催化性能之间的关系提供了重要线索。
2021-10-01 cond-mat.mtrl-sci
Accurate atomic positions via local-orbital tomography with depth-dependent interactions
针对原子电子断层成像难以重建大物体的问题，提出将原子表示为局域轨道并建模深度依赖探针—物体相互作用的方法，使原子位置精度较传统方法提高两倍。
2024-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Crystallographic dependence of Field Evaporation Energy Barrier in metals using Field Evaporation Energy Loss Spectroscopy mapping
本文利用场蒸发能量损失谱（FEELS）提取纯面心立方金属（Al、Ni、Rh）的场蒸发能量参数，实现纳米级二维映射，揭示低Miller指数平面具有较低有效附着能，并发现Al在25K至60K间存在场蒸发路径转变。
2024-04-03 cond-mat.mtrl-sci
Liquid phase fast electron tomography unravels the true 3D structure of colloidal assemblies
本研究提出在原始液体环境中进行电子断层扫描的方法，结合快速数据采集与专用重建流程，揭示了胶体组装体在液相中的真实三维结构，强调了保留原生环境对高分辨率表征的重要性。
2023-11-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cs.CE
Origins of the hydrogen signal in atom probe tomography
原子探针断层扫描（APT）分析正被积极用于提供三维复杂材料组成的近原子尺度信息。近年来，人们对研究氢在金属中分布的技术产生了极大的兴趣。然而，在几乎所有材料系统的几乎所有样品的分析中，氢的存在引起了许多关于其来源和对测量定量性的影响的争论。通常认为，大多数H来自残余气体电离，因此主要影响蒸发场相对较低的材料。在这项工作中，我们进行了系统的调查，以确定在APT实验中的H残留的起源结合密度泛函理论（DFT）计算和APT测量碱金属和贵金属，即Na和Pt，分别。我们报告说，没有H残留被发现在钠金属样品，但在铂，它具有较高的蒸发场，一个相对较高的H信号被检测到。这些结果与H信号是由于残留H $_2$的直接电离而与样品表面没有太多相互作用的假设相矛盾。基于DFT，我们表明，碱金属是不太可能受到H污染的APT操作条件下相比，过渡或贵金属。这些见解表明，检测到的H-信号不仅是从电离的残余气态H $_2$单独，但强烈影响材料的具体物理性质。H残留物的起源是阐明通过考虑APT实验过程中遇到的不同条件，具体地说，通过考虑热力学和动力学方面的apten-preparation，运输和APT-操作条件。
2021-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Stochastic ion emission perturbation mechanisms in atom probe tomography: Linking simulations to experiment
Aalto University（阿尔托大学）；CNRS, University of Rouen Normandie（法国国家科学研究中心，鲁昂诺曼底大学）
本文通过引入随机扰动和卷曲机制改进APT模拟，以更准确地再现实验观测到的探测器模式，提升模拟精度并解释实验与模拟间的差异。
2026-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Rapid Size-Controlled Synthesis of Dextran-Coated, 64Cu-Doped Iron Oxide Nanoparticles
由于MRI的高分辨率和PET的高灵敏度相结合的潜力，最近对开发能够用于磁共振成像（MRI）和正电子发射断层成像（PET）的双模态探头的研究已经在上升。目前用于开发多模式探针的合成技术在很大程度上部分受到放射性同位素掺入期间反应时间延长的阻碍-导致放射性减弱。随着时间效率的合成，所产生的产品必须适合在一个关键的大小范围（20- 100纳米之间），以增加血液滞留时间。在这项工作中，我们描述了一种新的，快速的，基于微波的合成技术生长葡聚糖涂层的铁氧化物纳米粒子掺杂铜（DIO/Cu）。用于葡聚糖包被的氧化铁纳米颗粒的共沉淀的传统方法需要静置2小时并产生约50 nm直径的颗粒。我们证明，微波合成可以产生50 nm的纳米粒子与5分钟的加热。我们讨论了微波合成方案中使用的各种参数，以改变DIO/Cu的尺寸分布，并证明了64 Cu成功地掺入这些颗粒中，目的是将来用于双模MR/PET成像。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci
Some aspects of the field evaporation behaviour of GaSb
深入分析脉冲激光原子探针层析成像（APT）的数据场蒸发的III-V族半导体材料GaSb揭示了强烈的变化，电荷状态，相对丰度不同的簇离子，探测器的事件和空间相关性的蒸发事件的多样性，作为有效的电场在试样表面的函数。这些变化进行了讨论，在两个不同的金属试样材料，Al-6XXX系列合金和纯W，在密切相关的实验条件下，在同一原子探针仪器的研究行为进行比较。有人提出，GaSb的复杂行为起源于空间相关的蒸发事件和随后的场诱导的簇离子的解离的组合，后者有助于在整体原子探针成分测定这种材料的不准确性。
2015-10-10 cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Electron tomography at 2.4 Å resolution
透射电子显微镜（TEM）是一种强大的成像工具，在材料科学、纳米科学和生物学中有着广泛的应用（1-3）。随着像差校正电子透镜的引入，TEM中的空间分辨率和图像质量都得到了显着改善（4，5），并且已经证明了低于0.5 μ m的分辨率（6）。为了揭示薄样品的三维结构，电子断层扫描是首选的方法（7-11），目前可实现的分辨率约为1 nm ^3（10，11）。最近，离散断层扫描已被用于生成直径为2-3 nm的银纳米颗粒的3D原子重建（12），但这种统计方法假设粒子的晶格结构的先验知识，并要求原子严格地配合在该晶格上。在这里，我们报告的实验演示的一般电子层析成像方法，实现原子尺度的分辨率，而无需对样品结构的初始假设。通过结合一种新的投影对准和层析重建方法与扫描透射电子显微镜，我们已经确定了一个约10 nm的金纳米粒子的三维结构在2.4纳米分辨率。虽然我们无法确定纳米颗粒内的所有原子，但在颗粒的某些区域观察到单个原子，并在三维上识别出几个颗粒。的3D表面形态和内部晶格结构显示是一致的扭曲的二十面体多重孪晶颗粒。我们预计，这种通用方法不仅可以应用于确定纳米材料在原子尺度分辨率的三维结构（13-15），而且还可以提高空间分辨率和图像质量在其他断层扫描领域（7，9，16 -20）。
2012-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Solving peak overlaps for proximity histogram analysis of complex interfaces for atom probe tomography data
原子探针层析成像技术是研究材料科学中界面、纳米颗粒等纳米结构的有力工具。先进的分析工具对于分析这些通常以弯曲形状为特征的纳米结构特别有用。然而，这些工具对于在其各自的质荷比光谱中具有不可忽略的峰重叠的复杂材料非常有限。通常，分析员解决了本体区域的峰重叠，但很少考虑界面处的行为。因此，在这项工作中，我们演示了如何通过使用同位素的天然丰度来校正为特定接口生成的邻近直方图。这导致了具有高达0.1 nm的分辨率的离散求解的邻近直方图。这项工作扩展了以前的工作，显示了极大似然峰重叠解决的优势。校正的邻近直方图连同极大似然峰重叠算法在称为EPOSA的用户友好的软件套件中实现。
2021-05-28 cond-mat.mtrl-sci
Reflections on the spatial performance of atom probe tomography in the analysis of atomic neighbourhoods
原子探针断层扫描通常被引入作为提供材料组成的“原子尺度”映射，并且因此通常被利用来分析材料内的原子邻域。然而，在一般情况下量化该技术的实际空间性能仍然具有挑战性，因为它们取决于正在研究的材料系统以及试样的几何形状。在这里，通过使用场离子显微镜实验和场离子成像和场蒸发模拟的比较，我们提供的基础上的原子探针断层扫描的空间性能的分析纯金属，低合金化系统和浓缩的固溶体（即类似于高熵合金）的关键反射。空间分辨率对测量的原子邻域的可能解释施加了很大的限制，并且限于深度的方向邻域分析预计将更加稳健。我们希望这项工作让社区反思其做法，同样，它让我们反思我们的工作。
2021-07-19 cond-mat.mtrl-sci
Exploring mechanisms leading to composition errors in monazite (CePO4) analysed with atom probe tomography
Groupe de Physique des Materiaux UMR CNRS 6634, CORIA UMR 6614（材料物理小组 UMR CNRS 6634，CORIA UMR 6614）；Univ. Grenoble Alpes, Grenoble INP, SIMaP（格勒诺布尔阿尔卑斯大学，格勒诺布尔理工学院，SIMaP）；UJM-Saint-Etienne, CNRS, LGL-TPE（圣艾蒂安大学，CNRS，LGL-TPE）
本研究探讨了原子探针断层扫描分析独居石（CePO4）时激光波长、涂层等因素对成分准确性的影响，发现氧损失及元素优先蒸发导致系统性成分偏差，强调需优化参数以提升地质材料分析可靠性。
2025-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Atom probe tomography: a local probe for chemical bonds in solids
该研究探讨原子探针断层扫描的化学键局域探测能力，提出通过分子离子概率和多事件概率可区分不同类型化学键，为纳米尺度量化固体键合、设计先进材料提供新方法，甚至可称其为键合探针断层扫描。
2024-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Revealing compositional evolution of PdAu electrocatalyst by atom probe tomography
钯基电催化剂是改善醇类燃料电池甲醇氧化反应动力学的关键组分。然而，这种催化剂的性能随着时间的推移而降低。为了了解导致这种效应的微观结构/原子尺度化学变化，在加速降解试验（ADT）后进行了扫描（透射）电子显微镜和原子探针断层扫描（APT）。在1000次MOR循环后未观察到形态学变化。相反，（1）Pd和B从PdAu纳米颗粒中浸出，以及（2）在催化剂表面形成富含Au的区域。这些见解突出了理解MOR上进行的化学改性以设计优异催化剂的重要性。
2023-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Dopant-defect interactions and their impact on local crystal stoichiometry studies in Mg-doped GaN via atom probe tomography
在这项工作中，掺杂缺陷的相互作用相关的自补偿p型GAN的原子探针层析成像进行了研究。离子分布的3D可视化显示了球形富镁团簇的形成以及Mg掺杂剂向MOCVD生长的GAN：Mg中位错的偏析。与自补偿相关的杂质，如氧和氢，被识别并检测到邻近富镁位错。研究了缺陷区域周围的晶体化学计量，以了解缺陷如何作为陷阱并影响掺杂剂扩散。发现N：Ga的非化学计量区域邻近富镁位错，并与一些富镁团簇重叠，表明潜在的陷阱。在N：Ga的变化不成比例的Mg含量，这表明的微观特征（集群和位错）与当地化学不同的相互作用。还演示了通过人工制品的失效来定义APT实验的质量的技术。富镁的缺陷和变化的N：Ga被认为是独立的工件相关的蒸发场在APT。
2021-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Single-atom level determination of 3-dimensional surface atomic structure via neural network-assisted atomic electron tomography
纳米材料的功能特性强烈依赖于其表面原子结构，但它们往往变得与其体相结构有很大不同，表现出表面重构和弛豫。然而，大多数表面表征方法要么局限于二维测量，要么没有达到真正的3D原子尺度的分辨率，和单原子水平的一般3D纳米材料的3D表面原子结构的确定仍然是难以捉摸的。在这里，我们展示了在15 pm精度下测量Pt纳米颗粒的3D原子结构，并辅以基于深度学习的缺失数据检索。对表面原子结构进行了可靠的测量，发现<100>和小<111>面对表面应变的贡献不同，导致应变分布各向异性以及压缩支撑边界效应。单原子水平的表面表征能力不仅将加深我们对纳米材料功能特性的理解，而且还为精细定制其性能打开了一扇新的大门。
2020-08-27 cond-mat.mtrl-sci
MicroCup: A Cryogenic Specimen Preparation Strategy for Atom Probe Tomography of Organic Molecular Liquids
University of Stuttgart（斯图加特大学）
提出MicroCup策略，通过FIB制备纳米腔限制液体、减少沉积体积、提高制备通量并最小化束流暴露，实现有机分子液体的稳定原子探针层析成像，以8CB和8OCB液晶为模型系统，获得高于70%的完整分子保留率，并解析了固液界面。
2026-06-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Thermal Control of Size Distribution and Optical Properties in Gallium Nanoparticles
Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnología, Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学光电系统与微技术研究所）；Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica Automática y Física Aplicada, Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学电气、电子自动与应用物理系）；Departamento de Ciencia de los Materiales e IM y QI, Universidad de Cádiz（加的斯大学材料科学及IM和QI系）
研究通过调节基底温度控制镓纳米颗粒的成核、生长及均质化过程，发现300-350℃范围内可获得均匀分布的纳米颗粒，优化了等离子体质量因子，证实了氧化层形成对稳定均匀数组的重要性。
2026-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Probing the atomically diffuse interfaces in core-shell nanoparticles in three dimensions
本研究利用原子分辨率电子断层扫描，在三维单原子水平上揭示了钯-铂核壳纳米颗粒的界面为平均厚度4.2埃的原子弥散结构，且与颗粒尺寸等无关，为纳米材料调控提供策略。
2022-07-17 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Understanding and Designing Phase Change Materials: Insights from Atom Probe Tomography
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Peter-Grünberg-Institute – JARA-Institute Energy Efficient Information Technology (PGI-10)（彼得·格林伯格研究所 - JARA能源高效信息技术研究所）
本文基于原子探针层析技术（APT）的进展，明确晶态相变材料（PCMs）采用金属价键（MVB）键合机制，非晶态为共价键，利用量子化学键合图谱可指导PCMs的设计与特性趋势解释。
2026-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Quantitatively linking morphology and optical response of individual silver nanohedra
本文通过关联电子断层成像与光学显微光谱，定量研究单个银纳米多面体的三维形貌与散射、吸收截面光谱之间的关系，并揭示表面几个原子层银锈对光谱失配的解释作用，从而支持等离激元纳米材料的预测性设计。
2022-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Revealing Nanoscale Molecular Organization in Liquid Crystals via Cryogenic Atom Probe Tomography
University of Stuttgart（斯图加特大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
本文通过低温原子探针层析技术揭示液晶分子在纳米尺度的组织结构，展示其在液晶研究和软物质系统中的应用潜力。
2025-12-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Revealing 3-dimensional core-shell interface structures at the single-atom level
具有核-壳结构的纳米材料是应变工程材料的突出例子，其中材料特性可以通过微调界面处的失配应变来设计。在这里，我们阐明了完整的3D原子结构的Pd@Pt核壳纳米粒子在单原子水平上通过原子电子断层扫描。得到了核壳纳米颗粒的全三维位移场和应变分布，揭示了表面应变和界面应变之间的直接相关性。它还显示了明确的泊松效应，在整个纳米粒子的规模，以及当地的原子键。应变分布表现出很强的形状依赖的各向异性，其性质进一步证实了分子静力学模拟。根据观察到的表面应变，预测了表面氧还原反应活性。这些发现使人们对应变工程核壳体系的结构-性能关系有了深入的了解，这可能为直接控制所产生的催化性能铺平新的道路。
2022-07-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Formation of magnetic nanocolumns during vapor phase deposition of a metal-polymer nanocomposite: experiments and kinetic Monte Carlo simulations
金属-聚合物纳米复合材料由于其有趣的功能应用在过去几年中得到了广泛的研究。它们通常通过气相沉积产生，这通常导致在有机基质中自组织形成球形金属纳米颗粒，而纳米柱仅在非常特定的条件下获得。实验\cite{Grev+06}已经表明，在简单的单步工艺中金属和有机组分的共蒸发可以引起嵌入含氟聚合物基质中的超高密度Fe-Ni-Co纳米柱状结构的形成。在这里，我们提出了一个动力学蒙特卡罗方法，这是基于一个新的模型，涉及的熔点的纳米级和凝固所需的临界纳米颗粒尺寸的抑郁症。此外，我们提出了新的实验结果下降到沉积温度的\cel{-70}，也报告的磁性。模拟提供了一个详细的了解从球形团簇生长形成的细长结构的过渡，并与实验定量一致。
2013-02-11 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
A Photonic Atom Probe Analysis of the Effect of Extended and Point Defects on the Luminescence of InGaN/GaN Quantum Dots
我们报告了一个样品的相关显微镜研究包含三个堆栈的InGaN/GAN量子点（QD）生长在不同的衬底温度，每个堆栈由3层的QD。沿生长轴降低衬底温度会导致结构缺陷的扩散。然而，发光强度朝向表面增加，尽管螺纹位错的密度更高，揭示了更靠近衬底的QD层表现为非辐射点缺陷的陷阱。在原子探针层析成像实验结合原位显微光致发光，它是可能的，以隔离位于最顶端的量子点堆，更接近样品表面的单个量子点的光发射。单个QD发射线在实验期间显示光谱偏移，证实了在原子探针断层扫描期间由于材料蒸发而导致的弹性应变的松弛。
2021-06-07 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Towards establishing best practice in the analysis of hydrogen and deuterium by atom probe tomography
本文总结APT分析氢与氘的技术难点及专题研讨共识，提出规范报告相关数据的实践路径，以提升微观尺度氢定量分析的可靠性。
2024-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Electric Field-Induced Formation of a 2D Adatom Gas on Cryogenic Li Surfaces
本文通过DFT计算发现高电场下Li(110)表面扭折位原子会热力学失稳并形成二维吸附原子气体，同时电场逆转吸附位点稳定性并实现无势垒扩散，为原子探针层析成像及电化学界面现象提供统一解释。
2025-02-10 cond-mat.mtrl-sci
A versatile and reproducible cryo-sample preparation methodology for atom probe studies
针对低温原子探针层析技术（APT）试样制备的难题，提出一种基于聚焦离子束取出与原位沉积覆盖层的通用工作流程，显著提升了电池等挑战性材料的数据质量，且可广泛转移至其他仪器。
2023-03-31 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
