3D Electron Microscopy for Nanostructure Research (3DEM-NATUR) (3DEM-NATUR)


Project leader


Co-Investigators


Funding source

The Knut and Alice Wallenberg Foundation


Project Details

Start date: 01/01/2013
End date: 31/12/2017
Funding: 33364000 SEK


Description

Svensk sammanfattning

Projektet "3D elektronmikroskopi för nanostrukturforskning (3DEM-NATUR)" går ut på att utveckla nya metoder för att studera atomära och mesoskopiska arrangemang i fasta ämnen, på ytor och vid gränsytor. Atomär strukturinformation behövs för att förstå egenskaper och funktioner för alla material och molekyler. Det är också grundläggande för forskning och utveckling inom naturvetenskap, teknik och medicin.

Röntgendiffraktion har givit fantastiska resultat inom strukturbestämning, men har begränsningar när det gäller att studera nanostora kristaller, gränssnitt, fasgränser och deras ytor. Transmissionselektronmikroskopi (TEM) kan övervinna dessa begränsningar och har en stark potential för strukturella studier av nanokristaller, men förbättrade metoder behöver utvecklas, särskilt för att uppnå tredimensionell (3D) strukturinformation, eftersom varje TEM-bild endast ger tvådimensionell (2D) information.

Vi kommer att utveckla nya elektronmikroskopiska metoder för att få 3D-strukturinformation som antingen inte kan erhållas i dag med befintliga tekniker eller där befintliga tekniker är alldeles för komplicerade för icke-experter. Denna information kommer att leda till utvecklingen av nya nanomaterial med förbättrade egenskaper och funktioner i nanoporösa material, nanopartiklar, tunna filmer och även i bulkmaterial såsom exempelvis keramik.

Vår ambition är att göra de nya metoder som vi ska utveckla tillgängliga i hela världen för strukturstudier av material och molekyler inklusive proteiner. Det slutliga målet är att utveckla elektronkristallografi till att bli lika tillgängligt som röntgendiffraktion och göra det till en kompletterande teknik till den planerade nya synkrotronen vid MAX IV (med röntgenljus) och neutronanläggningen European Spallation Source (ESS). Vi ska se till att 3DEM-NATUR vid Stockholms universitet blir internationellt ledande inom strukturkarakterisering av prover i alla längdskalor, ända ner till Ångström, dvs ner till storleken av enstaka atomer.

Klicka på länken för att se en video av projektet på Youtube: http://youtu.be/v2kxCMrk5nc

English summary

The purpose of this project “3D Electron Microscopy for Nanostructure Research (3DEM-NATUR)” is to develop new methods for studying atomic and mesoscopic arrangements in solids, on surfaces and at interfaces. Atomic structure information is essential for understanding the properties and functions for all materials and molecules. It is also fundamental for research and development in natural sciences, engineering and medicine. X-ray diffraction has made great impact on structure determination, but has limitations when it comes to studying nano-sized crystals, interfaces, phase boundaries and their surfaces. Transmission electron microscopy (TEM) can overcome these limitations and has a strong potential for structural studies of nano-crystals, however, improved methods need to be developed, especially for achieving three-dimensional (3D) structure information because each TEM image gives only two-dimensional (2D) information.

We will develop new electron microscopy methods to obtain 3D structural information that either cannot be obtained today with existing techniques or the existing techniques are too complicated for non-experts. This information will lead to developments of new nanostructures with enhanced properties and functionalities in nanoporous materials, nanoparticles, thin films and bulk ceramics.

The ambition is to make the new methods available world-wide for structural studies of materials and molecules including proteins. The final aim is to establish electron crystallography to be as feasible as X-ray diffraction and make it a complementary technique to the planned new X-ray synchrotron source at MAX IV and the neutron facility European Spallation Source (ESS) and ensure that 3DEM-NATUR at Stockholm University is internationally leading in structural characterization at all length scales, down to Ångströms.

Click on the link to see a film clip of the project on YouTube: http://youtu.be/v2kxCMrk5nc


External Partners


Last updated on 2017-23-03 at 09:00