2020年5月21日综合科学类权威学术期刊《纳米能源》（Nano Energy）在线发表了武汉光电国家研究中心李露颖副教授、高义华教授与光电学院张建兵副教授合作的最新研究成果“尺寸可调的PbSe纳米晶升华及热力学稳定性的原位透射电子显微学研究”（Sublimation and related thermal stability of PbSe nanocrystals with effective size control evidenced by in situ transmission electron microscopy）。

纳米晶体材料热力学结构稳定性关系到其实际应用，研究不同尺寸纳米晶的稳定性影响因予以及结构转变过程有助于深入理解纳米晶结构稳定性的内在机理，对提高纳米晶稳定性的研究具有重要指导意义。然而对于小尺寸（10 nm以下）的纳米晶，其热力学结构稳定性研究受到各类因素的影响，如在高温环境下纳米晶容易聚集生长，导致纳米晶尺寸逐渐增大，因此很难对原始小尺寸纳米晶的晶面、界面、位错缺陷等区域的结构稳定进行直观的表征和研究。

在最新研究中，该团队通过高强度电子束辐照与有机油酸配体的相互作用，成功将不同生长状态下的纳米晶进行 “固定”，避免了纳米晶相互接触，使得纳米晶在高温下保持初始尺寸与结构，为小尺寸纳米晶的结构稳定性研究提供了有效的实验前提。利用透射电镜对纳米晶系列升华现象的观察，从原子尺度对不同尺寸的纳米晶稳定性进行了详细描述。研究结果表明：纳米晶尺寸对其稳定性有重要影响，小尺寸纳米晶更容易升华，且受到晶面能量的影响，小尺寸纳米晶的升华表现出明显的取向性；纳米晶相互接触后形成界面结构，在热力学因素影响下，纳米晶通过三维空间上的几何旋转降低纳米晶之间的晶格失配，而在此过程中界面会逐渐消失；纳米晶界面处位错等缺陷受温度影响会出现定向移动，由材料内部向表面迁移，且缺陷运动消耗了部分能量而使得纳米晶界面处的升华相对变慢。该工作通过原位透射电镜研究直接证明了纳米晶不同尺度下的结构稳定性状况，并分析了不同尺度纳米晶升华的原子运动行为，为人们对小尺寸纳米晶结构稳定性的研究提供了重要的实验依据。

该工作得到了国家自然科学基金（51871104，11674113,11874025），湖北省自然科学基金（2017CFB417）、中央高校基本科研业务费专项资金（No.2017KFYXJJ039）等项目资助。李露颖副教授、高义华教授和张建兵副教授为论文共同通讯作者，博士研究生程峰为第一作者，连霖源，饶江宇，李陈，戚天宇，程永发，张智副教授和王建波教授为共同作者参与相关工作。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285520303736?via%3Dihub#undfig1