原位的原理主要分原位TEM材料原位透射电镜In-situElectronIn-situ通过模拟真实工况/液体环境等），实时动态观察、记录样品在外部刺激下的微观演变（如形貌、晶体结构、成分分布变化）的先进技术。

TEM静态快照的局限，实现了+动态过程追踪+多信号联用分析催化图1：多种原位TEM技术示意图。DOI：10.1021/acs.chemrev.3c00510

In-situ TEM的核心原理

TEM的技术原理基于TEM表征的三者结合，核心逻辑可拆解为保留通过物镜、中间镜、投影镜形成高分辨率明场/暗场像原位样品台的环境调控原位样品台1）环境兼容性能在2）稳定性样品台的振动、漂移需控制在（否则会破坏原子级成像分辨率），同时刺激参数（如温度精度、电压稳定性）需精准可控（如温度精度±1℃，电压精度±0.1V）。

动态信号的同步采集与分析TEM的CCD、CMOS相机）动态衍射系统ms）甚至微秒（μs）级的时间分辨率，同步记录样品在外部刺激下的实时变化；

离线分析软件（如Digital，提取结构演变的定量信息（如晶粒尺寸变化速率、相转变温度、缺陷迁移路径）。

Au在Pt二十面体上的生长根据施加的外部刺激类型，TEM可分为以下几类，不同类型对应不同的样品台设计和应用场景：

原位温度调控

通过加热269 ℃到10℃（甚至更高）的调控图4：原位高温力学样品杆。https://www.zeptools.cn/products_list/4.html。

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：电阻加热（如制冷方式/液氦流制冷，或半导体制冷（适用于中低温）；

：温度均匀性（避免样品局部温差导致的结构不均）、无磁性（防止磁场干扰电子束）。

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的烧结、Ostwald熟化图5：在空气气氛下时−。DOI：10.1021/acs.nanolett.1c05018。

原位电场调控

DC）、交流（AC）或脉冲电场，同时观察样品的电学响应（如电流变化）与微观结构演变的关联，核心是-结构耦合表征图6：原位电学样品杆。

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常见两电极（用于测量电流绝缘性：SiO、23兼容性：-热联用）。

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材料的充放电过程Li-ion电池中Li嵌入纳米器件的失效机制电催化反应图7：10个循环电流中，电极的沉积/剥离的STEM图像。DOI：。

原位力学调控

MEMS）或压电驱动装置，对样品施加拉伸、压缩、弯曲、纳米压痕等力学载荷，实时观察材料在应力下的变形、断裂、位错运动等行为，是-结构耦合图8：原位力电一体样品杆。

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压电陶瓷驱动（高精度，位移分辨率可达纳米级）、电机驱动（大载荷范围）；

集成微型力传感器（如压阻式、电容式），可实时记录力样品制备：典型应用纳米材料的力学性能晶体中的位错运动、孪生变形复合材料的界面结合强度/基体界面的剥离过程）。

25.3传统-5-7环境样品杯（E-cell）O、2CO）或液体（如水、电解液）环境，同时保持电子束通道的高真空，实现。

样品台设计（：

采用超薄窗口（如34C膜，厚度50-100环境控制：0.1-10兼容性：-热-电联用研究催化反应）。

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（如材料的腐蚀/氧化过程生物样品的动态行为图11：气体环境调控的纳米颗粒形貌的原位电镜实验。DOI：10.1039/C8CC04574G。

In-situ在纳米尺度上，将结构与性能，为理解材料的动态行为和反应机制提供了直接可视化证据，是当前微观表征技术中最具挑战性和创新性的方向之一