Asylum Research presenta la cepa Nueva electroquímica Microscopía técnica de imagen para Cypher y AFM MFP-3D

Published on March 18, 2011 at 2:59 AM

Asylum Research , líder en tecnología de sonda de barrido y microscopía de fuerza atómica (SPM / AFM), ha anunciado la nueva cepa de Microscopía Electroquímica (ESM), técnica de imagen para su Cypher ™ y MFP-3D ™ AFM.

La imagen topográfica (izquierda) de ánodos de silicio amorfo en la estructura de la batería Si/LiPON/LiCoO2 de película delgada muestra la presencia de una serie de límites de grano, así como la rugosidad de la superficie extensa. La imagen de ESM (derecha) se obtiene mediante la medición de los lazos de la tensión electroquímica histéresis en cada píxel (imagen de 100x100 píxeles en la zona de 1 micra). El ciclo de histéresis zona es una medida de Li-ion de movilidad, y se representa como mapa 2D (azul oscuro corresponde a circuitos cerrados, rojo para abrir los bucles). La mayor movilidad de iones de litio a lo largo de la frontera de grano agudo se ve claramente, así como puntos calientes localizados en el límite de grano difusa y dentro de los granos. La resolución efectiva del MAR de este material es de ~ 10 nm, proporcionando una vista de alta resolución de Li-ion dinámica de estos materiales. (Tomado de N. Balke, et al., Nano Lett. 10, 3420 (2010).

Desarrollado por el Oak Ridge National Laboratory (ORNL) y la Investigación de Asilo, ESM es un microscopio de sonda de barrido innovadoras (SPM), técnica capaz de comprobar la reactividad electroquímica y los flujos iónicos en los sólidos en el nivel sub-diez nanómetros. ESM es la primera técnica que mide las corrientes iónicas directamente, proporcionando una nueva herramienta para el mapeo de los fenómenos electroquímicos a escala nanométrica. La capacidad para investigar procesos electroquímicos y en el transporte iónico en sólidos es muy útil para una amplia gama de aplicaciones para la generación de energía y de almacenamiento que van desde las baterías de pilas de combustible. ESM tiene el potencial para ayudar a estos avances, con dos importantes mejoras respecto a otras tecnologías convencionales: (a) la resolución de la sonda de escala nanométrica volúmenes y (b) la capacidad inherente de separar de las corrientes iónicas electrónico con (c) capacidad de imagen extendido a una amplia gama de técnicas de espectroscopia de una reminiscencia de las herramientas convencionales de electroquímica. Nina Balke de ORNL presentarán los últimos resultados en el Taller Internacional sobre la microscopía de sonda de Aplicaciones de la Energía (http://www.mpip-mainz.mpg.de/symposium/spm2011/) en Mainz, Alemania, 8 al 10 junio, 2011 .

Comentó Roger Proksch, el presidente de los solicitantes de la investigación, "El progreso en el almacenamiento y conversión de energía se verá enormemente facilitado por la capacidad de estudiar las baterías y pilas de combustible a nivel de varios nanómetros. ESM ofrece imágenes funcionales de los fenómenos electroquímicos en los volúmenes de millones a un billón de veces más pequeña que la corriente convencional basado en técnicas electroquímicas. Esta nueva técnica abre la vía para la comprensión de la tecnología de energía y dispositivos iónicos en el nivel de los granos individuales y defectos, salvando así las funciones macro y mecanismos atomista. Esto a su vez permitirá mejorar las soluciones de almacenamiento de energía -. Baterías con densidades de energía extremadamente alta y una larga vida útil y las pilas de combustible con una densidad muy alta energía y la eficiencia "

"Tradicionalmente, las técnicas de exploración de la sonda microscopio permite la medición de corrientes eléctricas y las fuerzas de corto y largo plazo", agregó Sergei Kalinin, miembro senior del personal de investigación en el Centro de Ciencias de los Materiales Nanophase en ORNL y co-inventor (con Nina Balke y Jesse Stephen ) de la ESM. "ESM extiende esta capacidad para medir las corrientes iónicas, y ya ha sido demostrado por una serie de Li-ion cátodo, un ánodo, electrolito y materiales, así como los electrolitos de oxígeno y mezclado conductores electrónicos iónicos. La presencia ubicua de la concentración molar volumen acoplamiento en sistemas electroquímicos sugiere que esta técnica es de hecho universal para imágenes sólido iónico Estado - de las baterías y la electrónica de estado sólido para memristive.

Stephen Jesse agregó: "Tal vez aún más importante, el uso de la banda de excitación y los motores de DART permite que se realicen mediciones en superficies rugosas de los materiales realistas electroquímico, por lo que el manejo ambientalmente racional de utilidad para los materiales reales y dispositivos."

Last Update: 4. October 2011 11:25

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