MARC

 008240612s2021      us  |||||||||||||||c||eng  d
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■020    ▼a9798380618977
■035    ▼a(MiAaPQ)AAI28717954
■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a541
■1001  ▼aWai,  Rebecca  Bo-Lam.
■24510▼aElucidating  Dynamics  in  Soft  Materials  Using  Low-Dose  Electron  and  Cathodoluminescence  Microscopy▼h[electronic  resource]
■260    ▼a[S.l.]:▼bUniversity  of  California,  Berkeley.  ▼c2021
■260  1▼aAnn  Arbor  :▼bProQuest  Dissertations  &  Theses,  ▼c2021
■300    ▼a1  online  resource(96  p.)
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  85-04,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Ginsberg,  Naomi.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--University  of  California,  Berkeley,  2021.
■506    ▼aThis  item  must  not  be  sold  to  any  third  party  vendors.
■520    ▼aReal-space  imaging  provides  real-space  information  about  the  properties  of  a  sample,  which  in  turn  provides  insight  into  the  correlation  between  physical  properties  and  different  regions  of  the  sample.  With  repeated  imaging,  we  can  record  movies  that  reveal  spatio-temporal  correlations.  Many  processes  that  are  important  for  life  and  in  emergent  technologies  occur  at  the  nanoscale,  a  length  scale  that  is  typically  difficult  for  optical  microscopies  to  access.  In  particular,  observing  dynamics  in  these  systems  proves  to  be  challenging,  where  existing  microscopy  techniques  provide  different  trade-offs  in  spatial  resolution,  temporal  resolution,  and  sample  damage.  In  this  dissertation,  we  use  low-dose  scanning  electron  microscopy  (SEM)  and  cathodoluminescence  (CL)  microscopy  to  elucidate  dynamics  in  delicate  materials  at  the  nanoscale.Chapter  2  focuses  on  using  time-resolved  cathodoluminescence  (TRCL)  microscopy  to  determine  the  spatial  variation  in  the  lifetime  of  a  Mn2+  dopant  in  a  metal  halide  perovskite.  We  observe  enhanced  Mn2+  luminescence  at  the  edges  of  halide  perovskite  microplates.  Using  TRCL,  we  reveal  two  luminescent  decay  components  that  we  attribute  to  two  different  Mn2+  populations.  While  each  component  appears  to  be  present  both  near  the  surface  and  in  the  bulk,  the  origin  of  the  intensity  variation  stems  from  a  higher  proportion  of  the  longer  lifetime  component  near  the  perovskite  surface.  We  suggest  that  this  increased  CL  emission  is  caused  by  an  increased  probability  of  electron-hole  recombination  on  the  Mn2+  dopant  near  the  perovskite  surface  due  to  an  increased  trap  concentration  there.Chapter  3  of  this  dissertation  focuses  on  developments  in  cathodoluminescence-activated  imaging  by  resonant  energy  transfer  (CLAIRE)  microscopy.  We  discuss  the  production  of  thin,  free-standing  scintillator  imaging  chips  for  CLAIRE  imaging  and  demonstrate  that  CLAIRE  is  capable  of  imaging  dynamic  processes  in  both  soft  materials  and  with  metal  nanoparticle  labels.  We  then  discuss  our  efforts  to  expand  CLAIRE  capabilities  to  other  samples.  We  developed  an  aqueous  encapsulation  scheme  using  multi-layer  graphene  to  expand  the  compatibility  of  CLAIRE  imaging  to  samples  that  are  otherwise  incompatible  with  the  vacuum  environment  of  the  experiment.  Additionally,  we  report  preliminary  steps  towards  using  CLAIRE  imaging  to  study  photosynthetic  membranes.Chapter  4  focuses  on  the  use  of  a  low-dose  electron  beam  to  both  drive  and  record  dynamics  in  an  interfacial  polycrystalline  colloidal  monolayer.  We  describe  the  formation  of  these  polycrystalline  monolayers  at  the  surface  of  an  ionic  liquid  droplet  and  the  incorporation  of  large  particle  dopants  in  the  polycrystalline  lattice.  We  demonstrate  that  an  electron  beam  perturbation  drives  a  reduction  in  particle  density  in  the  center  of  the  imaging  field  of  view  due  to  a  combination  of  outward  particle  flow  and  detaching  from  the  interface  and  becoming  immersed  into  the  bulk  ionic  liquid.  We  find  that  the  rate  of  this  reduction  in  particle  density  depends  on  the  number  of  large  particle  dopants  present  in  the  lattice  and  discuss  possible  explanations  for  this  dependence.Together,  these  experiments  demonstrate  the  utility  of  low-dose  SEM  and  CL  microscopy  in  capturing  nanoscale  dynamics  in  a  variety  of  samples  that  are  not  typically  robust  to  electron  beam  imaging.  These  methods  extend  nanoscale  imaging  to  materials  that  are  not  compatible  with  other  super-resolution  imaging  techniques  or  traditional  electron  microscopy,  providing  opportunities  to  explore  dynamics  in  a  wide  range  of  other  samples,  from  soft  biological  materials  to  next  generation  self  assembled  meta-materials.
■590    ▼aSchool  code:  0028.
■650  4▼aPhysical  chemistry.
■650  4▼aChemistry.
■650  4▼aMaterials  science.
■653    ▼aTime-resolved  cathodoluminescence
■653    ▼acathodoluminescence
■653    ▼aScanning  electron  microscopy
■653    ▼aSoft  materials
■690    ▼a0494
■690    ▼a0794
■690    ▼a0485
■71020▼aUniversity  of  California,  Berkeley▼bChemistry.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g85-04B.
■773    ▼tDissertation  Abstract  International
■790    ▼a0028
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2021
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T16931016▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.
■980    ▼a202402▼f2024

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