电子束诱导液体中的气泡和图案形成

液体细胞电子显微镜已成为研究液体中纳米级过程的一种强大技术。准确理解电子束与液体介质之间的相互作用对于理解、抑制和利用束效应至关重要。我们定量分析了高能电子与水的相互作用，发现辐射解离发挥了重要作用，而加热通常不显著。在典型成像条件下，我们发现能量辐射解离产物如氢和水合电子在几秒内达到平衡浓度。在足够高的剂量率下，气体产物形成气泡。我们成像了气泡的成核、成长和迁移。我们开发了一种简化的反应扩散模型，用于时间和空间变化的辐射解离物种浓度，并预测了氢气泡形成的条件。我们讨论了水合电子导致阳离子从溶液中沉淀的条件，并展示了电子束可以用于直接“写入”结构，如纳米线和其他复杂图案，而无需掩模。