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通过多模态化学与功能成像实现关联材料表征

DOI：10.1021/acsnano.8b07292 期刊：ACS Nano 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 多模态化学成像技术可同步提供纳米级（部分情况下达原子级）的高分辨率化学与物理信息。通过耦合采集物理和化学信息的多种模态，我们能够解决生物系统、电池与燃料电池研究、催化、制药、光伏、医学等领域的科学问题。这种组合系统能实现材料特性与化学组成的局部关联，使探究化学结构如何驱动功能性的基础问题成为可能。本综述展示了最新研究进展，并从多个平台出发阐述了化学成像技术在各类样品表征中的应用前景。具体包括：红外与拉曼光谱联用扫描探针显微镜、光学显微镜与质谱联用、非线性光学显微镜，以及离子/电子/探针显微镜与质谱的联合应用。我们还讨论了组合硬件产生的数据所面临的挑战、相关分析方法、机器学习技术，以及解读多模态研究中获取的多维数据所需的处理工具。
作者： Alex Belianinov，Anton V. Ievlev，Matthias Lorenz，Nikolay Borodinov，Benjamin Doughty，Sergei V. Kalinin，Facundo M. Fernández，Olga S. Ovchinnikova
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

回顾近期进展，并为以关联方式表征丰富样品谱的多模态化学成像提供展望，探讨用于多模态研究中获取的多维数据解读所需的硬件数据组合平台、分析方法以及机器学习与处理工具。

研究成果

该论文得出结论：多模态化学成像系统通过交叉关联和组合处理所捕获的材料信号，提取额外信息，从而具备强大功能。研究指出，未来发展方向将包括更复杂的处理能力，以及在能够捕获更多独立信息通道的多模态硬件方面取得重大突破。

研究不足

本文讨论了与使用组合硬件产生的数据相关的挑战、分析方法，以及解读多模态研究中获取的多维数据所需的机器学习和处理工具。

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