2D and 3D Characterization of Plasmonic and Porous Nanoparticles using Transmission Electron Microscopy.

Datum: 28 februari 2018

Locatie: Universiteit Antwerpen, Campus Groenenborger, U0.25 - Groenenborgerlaan 171 - 2020 Antwerpen (route: UAntwerpen, Campus Groenenborger)

Tijdstip: 16 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Fysica

Promovendus: Kadir Sentosun

Promotor: Sara Bals

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Kadir Sentosun - Faculteit Wetenschappen - Departement Fysica



Abstract

Gedurende de laatste decennia is de belangstelling naar plasmonische, poreuze en de hybride plasmonisch-poreuze nanomaterialen enorm gestegen vanwege hun unieke eigenschappen die nuttig zijn voor talrijke toepassingen, gaande van medische biologie tot opto-elektronica. Omdat de eigenschappen van nanostructuren sterk verbonden zijn met hun structuur en morfologie, is het van cruciaal belang om de structuur in detail te karakteriseren. Een zeer geschikte techniek om deze nanomaterialen tot voorbij de nanometerschaal  te bestuderen is transmissie-elektronenmicroscopie (TEM). TEM levert echter enkel een tweedimensionale (2D) projectieafbeelding van een driedimensionaal (3D) object. Om deze beperking te overwinnen is elektronentomografie nodig. Ondanks de geboekte vooruitgang binnen de elektronentomografie in het laatste decennium, blijft de 3D karakterisering van plasmonische en poreuze nanodeeltjes met behulp van elektronentomografie een uitdaging. De toenemende interesse in plasmonische nanodeeltjes zorgt ervoor dat zowel de vorm als de structuur van de nanodeeltjes in 3D bekend moet zijn. Daarom is elektronentomografie nodig op de nano- en atomaire schaal.

Het verkrijgen van een 3D karakterisering met behulp van TEM kan zeer uitdagend zijn wanneer nanodeeltjes onderzocht worden die bestaan uit een plasmonische kern en een poreuze schil. Wanneer zowel zware als lichte elementen voorkomen in de nanostructuur zijn er vaak artefacten te vinden in de verkregen 3D reconstructie. Om toch een betrouwbare 3D karakterisering te krijgen van dit soort nanodeeltjes is het nodig om zowel de opname van de projectieafbeeldingen als de reconstructie van het elektronentomografie-experiment te optimaliseren.

Ten slotte verhinderen er verschillende factoren tijdens een elektronentomografie-experiment de opname van projectieafbeeldingen over veel verschillende hoeken. Een voorbeeld hiervan is de hoge kans op schade aan het te onderzoeken nanodeeltje door de elektronenbundel. Dit verlaagt de kwaliteit van de 3D reconstructie. Een inkleurmethode, gebaseerd op de interpolatie van een sinogram, is daarom voorgesteld om de artefacten te verminderen die ontstaan wanneer er geen beelden uit elke richting aanwezig zijn. In mijn proefschrift zijn verschillende geavanceerde transmissie-elektronenmicroscopietechnieken ontwikkeld en geoptimaliseerd om deze uitdagingen aan te pakken.

 



Link: http://www.uantwerpen.be/wetenschappen