电极| SE接口。3–5其中一些问题与SE在电极材料方面的电化学稳定性以及SE分解的相互作用的形成有关。如果可以形成稳定的固体电解质相(SEI),例如在常规锂离子细胞中石墨和优化的液体电解质之间的界面,这种初始不稳定不一定是一个问题。6 SE对碱金属的分解会导致形成其电子性能将决定其增长的相互作用的形成:7(a),如果大多数分解产物在电子上是电子上绝缘的,那么SEI的增长将最终停止,并且对电源的电源不可能(如果能够远离电源),则可能会影响电源的电源,如果它可能会影响电源,则该电源可能会造成电源的影响,如果是by的电源,则可以在电源范围内构成,而该障碍物是可以在电源上造成的,如果是by sei的范围,则可以在电源上造成,而该障碍物是可以在电源上造成的。混合离子电子传导(MIEC)之间的生长将不间断,直到消耗所有SE并发生短路。后一种相间类型对于具有持久性能的SSB不兼容。可以访问相间的化学组成对于确定产生哪种类型的相间以及是否在细胞中达到稳定性至关重要。X射线光电子光谱(XPS)是用于化学组成分析的出色表面表征技术。分析埋入界面的组成是一个挑战,因为XPS的深度分辨率有限。最近,已经开发了各种原地8-10和Operando技术11,12来解决此问题。XPS的深度分辨率有限,是由于测量的性质归因于收集光电子的收集,这些光电子在距离最初与原子核相距不远后从样品表面逸出,它们最初与它们最初界定的原子核(通常在10 nm内,在小于10 nm的范围内,用于由Alkα源激发的光电子,并经过Na的金属)。对于所有这些,其想法是使SE表面上的碱金属层足够薄,以使SE发射的光电子(可能是由于相互重点)穿过金属叠加层。为了产生碱金属层,一种技术包括将其从由相同的碱金属组成的计数器电极上镀在SE表面上,同时分析了相间产物Operando。11在这种情况下,可以从任何XPS仪器中存在的电子洪水枪向SE表面提供低能电子。尽管该技术已经证明了其表征相互作用组成的功效,但可以从中提取的信息程度(例如碱金属层的增长率行为)尚未得到充分理解。这项研究的目的是介绍可以从该操作方案中提取的信息深度。结果分为两种成对的文章(第一部分:实验;第二部分:理论13)。在第1部分中,研究了NASICON家族的SE表面上Na金属(Na 0)的电化学稳定性(Na 3.4 Zr 2 Si 2.4 P 0.6 O 12,进一步称为NZSP)。总的来说,这项工作介绍了一个了解增长的框架nzsp是因为其高离子电导率使其成为有前途的候选SE,14,但其对NA 0的稳定性仍在争论中。理论DFT计算预测Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12(由Na 1 + X Zr 2 Si X Zr 2 Si X P 3-X O 12,0≤x≤3定义的NASICON组成空间的最接近的阶段是0 v在Na/Na +的Na/Na +应不稳定的Na/Na 2 ZROS na 2 ZRO和Na 2 ZRO 3,4 sRO 3,4 sRO 3,4 s sRO 3,4 s sRO 3)。15–17在Na 0 | Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12也通过电化学阻抗光谱和前XPS研究在实验中提出。17,18本研究将区分两种Na 0 | NZSP接口:第一个是Na 0和抛光的NZSP(NZPS抛光)颗粒之间的接口;第二个是Na 0和As-Sinter的NZSP(NZSP AS)颗粒之间的接口。此比较旨在阐明NZSP表面化学对其对Na 0的稳定性的影响。的确,在我们小组的先前研究中确定了热处理促进在As-Sintered NZSP样品表面上形成薄的Na 3 PO 4层,当NZSP表面抛光时,该层可以去除。14 AS Na 3 PO 4是一个阶段,预测通过DFT计算对Na 0稳定,19该比较的目的是评估Na 3 PO 4作为自我形成的缓冲层的效率。对第一个实验部分的讨论着重于从XPS拟合模型中提取信息,以告知Na 0 | nzsp抛光和Na 0 | Na 0 | Na 3 PO 4 | NZSP接口的相间形成动力学。时间解析的电化学阻抗光谱(EIS)也被用来评估相互作用的离子电阻率。
•进行了2D材料(例如石墨烯和MOS 2)的CVD生长。•使用拉曼,SEM,AFM,TOF-SIMS,TEM,XPS表征优化了薄膜生长。•使用断裂力学的测量的粘附特性(硅 - 环氧,石墨烯 - 赛,MOS 2 -Sapphire)。•通过DCB骨折实验获得了石墨烯sapphire的正常和剪切相互作用。•对Abaqus进行了有限元模拟,以开发2D材料的传输图。•通过机械分层和表面能辅助过程实现了MOS 2的大面积转移。
降低负/正比(N/P比)的比率对于增加LI金属电池的能量密度(LMB)至关重要。通常,稳定的LI沉积具有高库仑效率(CE),可以通过基于醚的电解质轻松实现,但是低氧化稳定性限制了其在具有高压阴极的电池中的应用。在此处,我们在固体电解质相(SEI)(SEI)上进行了低温电子显微镜(冷冻-ee),深入的X射线光电态(XPS)和原子力显微镜(XPS)和原子力显微镜(AFM),该层以碳酸盐和醚电解液为基于碳酸盐的电解质和电子电气的良好的碳酸电解质和良好的SEI层的特征,从电解质组成。结果表明,SEI层中的有机成分决定了LMB的CE。进一步的理论计算表明,具有LI的碳酸盐分子具有高反应性的性质,导致有机丰富的SEI层具有低弹性模量。根据这些见解,我们通过调整电解质组成来提出碳酸盐电解质中晚期SEI层的设计方法。设计的SEI表现出具有密度无机内层的多层结构。因此,组装了一个4 V的全电池,并传递了760 WH/kg的高能量密度(基于阴极和阳极的重量计算),其长周期寿命为200个碳酸盐电解质的循环寿命为200个周期。
图 2. 在室温下收集了“原始”h-BN/Cu 箔的 Cu 2p (a)、O 1s (b)、N 1s (c) 和 B 1s (d) 的 XPS 图像,随后在 13 Pa 氢气分压下进行 APXPS 图像(绿色),最后在 13 Pa 氢气分压下进行等离子体暴露(蓝色)。典型的 SEM 图像是在等离子体暴露前(e)和暴露后(f)收集的 h-BN/Cu 叠层,分别使用 2 nA 和 1.5 nA 束流,使用相同的能量(3kV)和检测器设置。
1. 应用物理和超导技术 (APS-TD) 理事会正在寻找一名博士后研究员。该研究员将利用超导量子材料和系统 (SQMS) 中心的表面表征技术,对用于加速器应用的超导射频谐振腔以及用于量子信息科学的超导量子比特进行前沿研究。他们有望根据自己的研究完成科学出版物。最好具备表面表征方面的专业知识,包括:XPS、ARPES、ToF-SIMS 和/或 TEM。该职位的任期最长为三 (3) 年,此后每年都可能考虑延长,并需继续提供资金。如需了解更多信息,请联系 Akshay Murthy,邮箱:amurthy@fnal.gov。
化学气相渗透 (CVI) 装置生产碳化铪。这些项目将涉及生产、副产品(氢氟酸)的安全处理以及通过 DSC/TGA、X 射线衍射、SEM/XPS/XRF、热机械测试和燃烧化学分析进行样品表征。管式炉用于高温(1800 C)氧化研究(氩/氧),用于高温陶瓷和金属合金。光学计量自 1976 年以来,Research Support Instruments (RSI) 一直为政府和行业客户提供研发服务、系统工程和技术支持服务。总部位于马里兰州海军研究实验室 (NRL) 附近,设有工厂。污染控制
图2。微观和光谱表征方法的概述,以评估2D材料的转移前/转移质量。a)光学显微镜用于快速简便地评估薄膜清洁度和结构完整性。转移产生的裂纹可以在顶部图像中看到。b)扫描电子显微镜(SEM)和C)隧道电子显微镜(TEM)用于观察µM/nm尺度疾病,指示损伤/污染。d)原子力显微镜(AFM)用于评估步骤高度的变化,指示裂纹/皱纹和/或污染。顶部图像中看到的白线表明转移膜中的皱纹。e)拉曼,f)光致发光(PL)和G)X射线光电子光谱(XPS)用于评估2D膜中污染,掺杂和应变的层数,污染的存在,掺杂和应变。陡峭的高幅度峰表示高质量和无损害的2D材料的光谱峰的全宽度最大(FWHM)直接对应于晶体质量。在转移前后的FWHM发生巨大变化,如顶部的拉曼和PL图像所示,表明由于转移而降级。XPS光谱中显示的峰表示胶片中不同元素的存在;因此,转移后的其他峰表明,由于污染而导致化学成分的变化。(a)改编自参考。82经许可。©2009美国化学学会。(b)改编自参考。60经许可。©2014 Elsevier Ltd.(c)改编自参考。59经许可。©2015日本化学学会。(d)改编自参考。61经许可。©2019美国化学学会。(E-G)改编自参考。67经许可。©2017 Elsevier B.V.
通过 Bosch 工艺在硅中蚀刻高深宽比结构对于微机电系统 (MEMS) 和硅通孔 (TSV) 制造等现代技术至关重要。由于蚀刻时间长,该工艺对掩模选择性的要求非常高,并且事实证明 Al 2 O 3 硬掩模在这方面非常合适,因为与传统的 SiO 2 或抗蚀剂掩模相比,它提供了高得多的选择性。在这项工作中,我们结合使用扫描电子显微镜 (SEM)、光谱椭圆偏振仪 (SE) 和 X 射线光电子能谱 (XPS) 深度剖析来仔细研究 Al 2 O 3 掩模蚀刻机理,从而探究超高选择性的来源。我们证明,通过增加钝化步骤时间,在 Al 2 O 3 上会形成更厚的氟碳聚合物层,然后以微小的平均蚀刻速率 ~0.01 nm/min 去除 Al 2 O 3。 XPS 深度剖析显示,在采用 Bosch 工艺进行深反应离子蚀刻 (DRIE) 的过程中,聚合物和 Al 2 O 3 之间会形成一层 AlF x 层。由于 AlF x 不挥发,因此需要溅射才能去除。如果聚合物层足够厚,可以衰减进入的离子,使其能量不足以导致 AlF x 解吸(例如当使用较长的钝化时间时),则掩模不会被侵蚀。通过研究不同次数 DRIE 循环后的表面,我们还获得了有关 AlF x 的形成速率以及 DRIE 工艺过程中 Al 2 O 3 和聚合物厚度变化的信息。这些发现进一步扩展了对 DRIE 的认识,并可帮助工艺工程师相应地调整工艺。
研究结构缺陷及其对光学材料光学性质的影响是至关重要的,因为在制备用于显示应用的材料时会涉及不同的方法。镧系离子掺杂是一种简单的结构探测策略,它有助于识别结构缺陷。使用 Pechini (C 2 SP) 和水热法 (C 2 SH) 制备纯和铽 (Tb 3 +) 掺杂的 Ca 2 SiO 4 (C 2 S) 粒子。从 SEM 图像中可以看出,Tb 3 + 掺杂的 C 2 SP 粒子比 C 2 SH 粒子更高度聚集。TEM 研究证实,在 180 和 200 C 的高水热温度下制备的 C 2 SH (C 2 S:180H 和 C 2 S:200H) 的粒度减小。 Tb 3 + 掺杂的 C 2 S:180H 和 C 2 S:200H 发生荧光发射猝灭。与 Tb 3 + 掺杂的 C 2 SP、C 2 S:180H 和 C 2 S:200H 相比,在 140 C 下制备的 Tb 3 + 掺杂的 C 2 SH 的发射强度较高。在 X 射线光电子能谱 (XPS) 价带谱中,实验评估了与纯 C 2 SP 和 C 2 S:180H 四面体硅酸盐的上能级价带谱相关的 O2p 轨道的变化。由于硅酸盐单元的扭曲导致对称性降低,从而猝灭了发射,这已由 XPS 价带谱和 Tb 3 + 发射线证实。这项研究表明,与水热法相比,Pechini 法更适合制备 Tb 3 + 掺杂的 C 2 S 荧光粉,特别是在高温下用于固态显示器和闪烁体应用。© 2020 作者。由 Elsevier BV 代表河内越南国立大学提供出版服务。这是一篇根据 CC BY 许可开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。