金属纳米颗粒表面毫秒级动态转变：深度去噪助力微观结构研究新突破

为解决电子显微镜成像信噪比差的问题，研究人员利用无监督深度去噪框架研究金属纳米颗粒表面动态，提升了时空表征能力。

　　编辑总结：通过透射电子显微镜（TEM）揭示了金属纳米颗粒在气体环境中表面的持续转变。克罗泽等人利用无监督深度去噪技术，克服了在高空间分辨率和毫秒级时间分辨率成像时固有的低信噪比问题。负载在氧化铈（CeO₂）上的铂（Pt）纳米颗粒表面下方存在应力场，该应力场使纳米颗粒不稳定，进而导致其在有序和无序构型之间发生一系列转变。—— 菲尔?祖罗米

摘要：材料的功能可能与毫秒级时间尺度上发生的原子级结构动力学有关。然而，电子显微镜在高空间分辨率和毫秒级时间分辨率下对结构成像的能力，常常受到低信噪比的限制。借助无监督深度去噪框架，研究人员在中等电子剂量下，以低至 10 毫秒的时间分辨率，观测了气体环境中的金属纳米颗粒表面（氧化铈上的铂纳米颗粒）。在此时间尺度上，许多纳米颗粒表面在有序和无序构型之间持续转变。应力场能够穿透到表面下方，导致缺陷形成和不稳定，从而使纳米颗粒呈现出可流动状态。将这种无监督去噪器与原位电子显微镜相结合，极大地提升了时空表征能力，为探索材料中的原子级结构动力学打开了新窗口。