纳米材料相工程（Phase Engineering of Nanomaterials, PEN）旨在通过精确操控其晶相来定制纳米材料的物理化学性质，是纳米功能和结构材料的一个新兴领域。透射电子显微术（TEM）结合了倒空间衍射、实空间成像和谱学技术，允许以超高的时间、空间、动量以及能量分辨率对材料进行多方面的表征，是促进PEN领域发展不可或缺的工具。

基于此，华南理工大学前沿软物质学院和电子显微中心的张辉教授与沙特阿卜杜拉国王科技大学的韩宇教授团队合作撰写了题为“Applications of Transmission Electron Microscopy in Phase Engineering of Nanomaterials”的综述文章，近日发表于著名的Chemical Reviews杂志。在综述中，作者首先介绍了相关TEM技术的关键特点、应用范围及局限性（图1）。随后，作者回顾了TEM在PEN研究中的典型应用案例，包括金属纳米结构、碳异构体、低维材料和纳米多孔材料等。文章重点展示了TEM在晶相识别、成分分析、结构演化原位观察、电子束敏感材料表征中的强大功能以及面临的挑战。此外，作者还讨论了TEM成像过程中（特别是在扫描透射模式下）潜在的假象，总结了可以减小或避免假象的方法。最后，作者讨论了包括低剂量四维扫描TEM（4D-STEM）、三维原子分辨率成像和电子显微镜的自动化在内的新兴TEM技术，强调了这些进展的重要性和可行性。

 图1. PEN研究中涉及的TEM技术

透射电子显微术是公认的最常用的表征技术手段，支撑了材料学、物理学、生物学、化学等学科的高速发展。科学问题不同，材料体系不同，可以用、应该用、最好用的电子显微学方法和技术也有所不同。 PEN领域材料种类众多、科学问题复杂，导致TEM在该领域的应用场景多变，且往往需要多种相关技术结合使用。该综述可帮助PEN领域的研究者厘清各种TEM技术的专长、适用范围和局限，以便更好地选择TEM表征方法、更准确地解读TEM数据、更深入地理解构效关系。沙特阿卜杜拉国王科技大学博士生李冠星为第一作者，华南理工大学张辉教授和沙特阿卜杜拉国王科技大学韩宇教授为共同通讯作者。

文章信息：

Guanxing Li, Hui Zhang, Yu Han. Applications of Transmission Electron Microscopy in Phase Engineering of Nanomaterials. Chem. Rev., 2023, DOI: 10.1021/acs.chemrev.3c00364.