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厚いポリマー中で自己組織化したCdSe/CdS八脚型ナノ結晶のX線プティコグラフィーモード
X-ray ptychographic mode of self-assembled CdSe/CdS octapod-shaped nanocrystals in thick polymers.
PMID: 32684889 PMCID: PMC7312151. DOI: 10.1107/S160057672000583X.
抄録
本研究では、厚いポリマーマトリックスに埋め込まれた高度に異方性のあるナノ結晶の複雑な集合体の検査のためのX線プティコグラフィーの応用について説明する。具体的には、分子量の異なるポリメチルメタクリレートとポリスチレンの独立した厚膜（24±4μm）に分散したポッド長＝39±2nm、ポッド直径＝12±2nmのCdSe/CdS八脚を対象としている。走査型/透過型電子顕微鏡のような他の直接的な方法は、独立した膜の厚さが大きいため、決定的に除外することができるので、これらのタイプのナノ結晶が厚いポリマー膜中で作られた構造を研究するために使用できる唯一のイメージング方法です。調査した試料の電子密度マップは、反復差分マップアルゴリズムと最尤最適化アルゴリズムを組み合わせて再構成されている。さらに、ノイズを低減し、材料の形態学的詳細をより良く可視化するために、ポスト画像処理技術が適用されています。このプロセスを経て、最終的な解像度27nmで再構成されたマップは、高分子マトリックス内の八脚の複雑なネットワークを可視化することを可能にしました。
This work describes the application of X-ray ptychography for the inspection of complex assemblies of highly anisotropic nanocrystals embedded in a thick polymer matrix. More specifically, this case deals with CdSe/CdS octapods, with pod length = 39 ± 2 nm and pod diameter = 12 ± 2 nm, dispersed in free-standing thick films (24 ± 4 µm) of polymethyl methacrylate and polystyrene, with different molecular weights. Ptychography is the only imaging method available to date that can be used to study architectures made by these types of nanocrystals in thick polymeric films, as any other alternative direct method, such as scanning/transmission electron microscopy, can be definitively ruled out as a result of the large thickness of the free-standing films. The electron density maps of the investigated samples are reconstructed by combining iterative difference map algorithms and a maximum likelihood optimization algorithm. In addition, post image processing techniques are applied to both reduce noise and provide a better visualization of the material morphological details. Through this process, at a final resolution of 27 nm, the reconstructed maps allow us to visualize the intricate network of octapods inside the polymeric matrices.
© International Union of Crystallography 2020.