近日，深圳大學微納光電子學研究院時玉萌教授與University of California Los Angeles段鑲鋒教授、黃昱教授，燕山大學黃建宇教授在材料學頂級刊物《Advanced Materials》上共同發(fā)表題為《In Situ Transmission Electron Microscopy for Energy Materials and Devices》（https://doi.org/10.1002/adma.201900608）的長篇綜述。時玉萌教授是該文章的共同通訊作者，深圳大學是第一單位和第一通信單位。

深圳大學時玉萌教授課題組將高空間分辨率、實時成像技術(shù)與微納光電子探測技術(shù)相結(jié)合，對近年來在光伏能源領域蓬勃發(fā)展的鈣鈦礦材料及二維材料進行微區(qū)光電探索，直觀地展現(xiàn)光電材料因晶體缺陷、接觸狀態(tài)以及晶界對異質(zhì)結(jié)光電性質(zhì)的影響，揭示二維異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料體系中光電轉(zhuǎn)換過程及表面電荷輸運行為。目前課題組在微區(qū)光電物性研究，新型微納光電材料合成，光電探測器及能源存儲等方面已取得一系列研究成果。

在諸多原位表征手段中，原位透射電鏡(in - situ TEM)技術(shù)的核心在于其納米樣品腔的組裝技術(shù)，其發(fā)展經(jīng)歷了從開放結(jié)構(gòu)到封閉結(jié)構(gòu)、再到整體結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程，每次結(jié)構(gòu)的改進都拓展了研究范圍，文章綜述了原位透射電鏡在能源材料和器件方面各階段的進展（In Situ Transmission Electron Microscopy for Energy Materials and Devices, Advanced Materials, https://doi.org/10.1002/adma.201900608）。最初階段，樣品腔為依賴于以單個納米線為電極的開放式結(jié)構(gòu)。主要涉及鋰電池運行過程中載體材料以及固體電解質(zhì)相間(SEIs)的結(jié)構(gòu)變化和相變的基本機制。這些初步的結(jié)果突出了原位透射電鏡高空間分辨率、高能量分辨率的特點和應用潛力。第二階段，樣品腔為以非晶氮化硅(SiNx)層作為密封材料封裝微制液體腔的封閉式結(jié)構(gòu)。非晶氮化硅膜封裝了液體電解質(zhì)，同時仍然允許傳輸高能電子用于觀察，為直接觀察真實電解液環(huán)境下的電化學變化提供了可能。在此基礎上以納米制造方法研制的帶有三電極微機電系統(tǒng)(MEMS)芯片應運而生。該MEMS芯片能夠在TEM中對納米電池的設置進行原位分析電化學測試。原生晶片、蜂鳥、DENS solutions、Zeptools等許多TEM設備制造商都開發(fā)了這種帶有MEMS芯片的分析TEM支架，使電池測試環(huán)境能夠與實際運行條件相匹配。成熟的技術(shù)將原位透射電鏡的技術(shù)拓展到了其他的能源材料領域，例如質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs) 中電催化劑的形成、演化和降解，以及對太陽能電池用鈣鈦礦等新能源材料的基礎研究。

圖. 原位透射電鏡樣品腔以及在鋰電池、化學燃料電池、鈣鈦礦太陽能電池等領域發(fā)展歷程。（Adv. Mater. 2019, 1900608.）

時玉萌，男，深圳大學特聘教授、博士生導師，全球高被引科學家（2018物理學），廣東省二維材料信息功能器件與系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心副主任。2011年畢業(yè)于新加坡南洋理工大學材料科學與工程專業(yè)。2009年至2016年間，先后于美國麻省理工學院、沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學等多個國家及地區(qū)著名研究機構(gòu)從事研究工作。2016年受聘于深圳大學光電學院二維材料光電科技國際合作聯(lián)合實驗室。目前，已發(fā)表學術(shù)論文 100 余篇，總引用次數(shù)大于 13，000 次，H-index 40。 在微區(qū)光電物性研究，新型微納光電材料合成，光電探測器及能源存儲等方面已取得一系列研究成果。