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アサイラムリサーチは、サイファーとMFP - 3D AFMsのための新しい電気化学ひずみの顕微鏡イメージング技術を発表

Published on March 18, 2011 at 2:59 AM

アサイラムリサーチ 、プローブ原子間力顕微鏡(SPM / AFM)をスキャン技術のリーダーは、そのサイファー™とMFP - 3D™AFMsのための新しい電気化学ひずみ顕微鏡(ESM)イメージング技術を発表した。

Si/LiPON/LiCoO2薄膜電池の構造のアモルファスSiの陽極の地形イメージが(左)粒界の数だけでなく、広範な表面粗さの存在を示しています。 ESMの画像は、(右)の各画素(1ミクロンの領域の上に100x100ピクセルの画像)での電気化学的ひずみのヒステリシスループを測定して得られる。エリアのヒステリシスループは、リチウムイオンの移動度の尺度であり、2Dマップ(ダークブルーが閉じたループに対応し、ループを開くために赤色)としてプロットされます。シャープな粒界に沿って強化されたリチウムイオンの移動度がはっきりと見えるだけでなく、拡散、粒界上および粒内のローカライズされたホットスポットれている。この材料のためのESMの有効分解能は、これらの材料でのリチウムイオンダイナミクスの高解像度のビューを提供する、〜10nmである。 (N. Balke、ら、ナノ懐中10、3420(2010)より転載。

オークリッジ国立研究所(ORNL)とアサイラムリサーチによって開発された、ESMは、革新的な走査型プローブ顕微鏡(SPM)のサブ十ナノメートルレベルで固体の電気化学的反応性とイオンの流れをプロービングできる技術です。 ESMは、ナノスケールでの電気化学現象をマッピングするための新しいツールを提供し、直接イオン電流を測定する最初の方法です。プローブの電気化学的プロセスおよび固体中のイオン輸送の能力は、電池から燃料電池に至るまで、エネルギー生成および貯蔵のための幅広いアプリケーション向けに非常に貴重です。 ESMは、他の従来技術に比べ、二つの主要な改善点と、これらの進歩に役立つ可能性を秘めています:(a)の分解能はナノメートルスケールのボリュームとするように拡張(C)イメージング機能を備えた電子電流からイオン分離すること(b)の固有の能力を調査する従来の電気化学的ツールを連想させる分光技術の広い範囲。オークリッジ国立研究所のニーナBalkeは、6月8日〜10日2011、マインツ、ドイツでのエネルギー応用のためのプローブ顕微鏡(http://www.mpip-mainz.mpg.de/symposium/spm2011/を)スキャンで国際ワークショップでの最近の研究成果を発表する予定です。

ロジャーProksch、アサイラムリサーチの社長は、"エネルギー貯蔵と変換の進捗が大幅に数nmのレベルで電池や燃料電池を研究する能力によって促進されるコメント。 ESMは、従来の電流ベースの電気化学的手法よりも小さく億倍にボリュームの数百万の電気化学的現象の機能的なイメージングを提供します。この新しい手法は、このようにマクロな機能と原子レベルのメカニズムをブリッジング、個々の粒子や欠陥のレベルでエネルギーの技術とイオンデバイスを理解するための経路を開きます。順番にこれは改善されたエネルギーのストレージソリューションにつながる - 非常に高いエネルギー密度と長い寿命と電池や燃料電池を非常に高いエネルギー密度と効率で"。

"伝統的に、電子電流と短期と長期の力の測定許容されるプローブ顕微鏡技術をスキャンし、"セルゲイカリーニン、オークリッジ国立研究所とニーナBalkeとスティーブンジェシーとの共同発明者(でのナノ相材料科学研究センターの上級研究スタッフのメンバーが追加されましたESMの)。 "ESMは、イオン電流を測定するためにこの機能を拡張し、既にリチウムイオン正極、負極、および電解質材料だけでなく、酸素の電解質との混合電子 - イオン伝導体の様々な実証されている。濃度、モル体積の遍在的存在電池と固体の状態からmemristiveエレクトロニクスへ - 電気化学システムに結合することにより、この手法は、固体イオンイメージングのための普遍的な事実にあることを示唆している。

スティーブンジェシーは"おそらくもっと重要なことは、バンドの励起とDARTエンジンの使用は、実際の材料やデバイスのためのESMには有用なもの、測定は現実的な電気化学材料の粗面を実行することができます。"追加

Last Update: 5. October 2011 08:11

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