Исследование Убежища Вводит Новый Электрохимический Метод Воображения Микроскопии Напряжения для Cypher и MFP-3D AFMs

Исследование Убежища, руководитель технологии в Зонде Скеннирования и Атомная Микроскопия Усилия (SPM/AFM), объявили новый Электрохимический метод воображения (ESM) Микроскопии Напряжения для своих Cypher™ и MFP-3D™ AFMs.

Топографическое (выйденное) изображение аморфического анода Si в тонкопленочной структуре батареи Si/LiPON/LiCoO2 показывает присутсвие нескольких границ между зернами, так же, как обширную поверхностную шершавость. Изображение ESM (правое) получено путем измерять электрохимические петли гистерезиса напряжения на каждом пикселе (изображении пиксела 100x100 над зоной 1 микрона). Петля гистерезиса зоны измерение удобоподвижности Li-Иона, и прокладывать курс как 2D карта (синяя соответствует к короткозамкнутым виткам, красным к незамкнутым сетям). Увеличенная удобоподвижность Li-Иона вдоль острой границы между зернами ясно увидена, так же, как локализованные горячие точки на диффузной границе между зернами и внутри зерна. Эффективное разрешение ESM для этого материала ~ 10 nm, обеспечивая взгляд высок-разрешения динамики Li-Иона в этих материалах. (Перепечатано от N. Balke, et al., Nano Lett. 10, 3420 (2010).

Превращено Исследованием Национальной Лаборатории (ORNL) и Убежища Oak Ridge, ESM новаторский метод микроскопии зонда (SPM) скеннирования способный зондировать электрохимическую реактивность и ионные подачи в твердые тела на уровне sub-10-нанометра. ESM первый метод который измеряет ионные течения сразу, обеспечивая новый инструмент для отображать электрохимические явления на nanoscale. Возможность для того чтобы зондировать электрохимические процессы и ионный переход в твердых телах неоцененна для обширного диапозона применения для поколения и хранения энергии колебаясь от батарей к отсекам топливного бака. ESM имеет потенциал помочь в этих выдвижениях с 2 главными улучшениями над другими обычными технологиями: (a) разрешение зондировать тома нанометр-маштаба и (b) своиственную способность decouple ионная от электронных токов при возможность воображения (c) расширенная к обширному ряду методов спектроскопии напоминающих обычных электрохимических инструментов. Нина Balke ORNL недавние результаты на Международной Мастерской на Микроскопии Зонда Скеннирования для Применений Энергии (http://www.mpip-mainz.mpg.de/symposium/spm2011/) в Майнц, Германии, 8-ое-10 июня 2011.

Прокомментированное Роджер Proksch, Президент Исследования Убежища, «Прогресса в накоплении энергии и преобразования значительно будет облегчено способностью изучить батареи и отсеки топливного бака на уровне нескольких нанометров. ESM снабубежит функциональное воображение электрохимических явлений в миллионах томов миллиард времен более малые чем обычные настоящ-основанные электрохимические методы. Этот новый метод раскрывает тропа к понимая технологии энергии и ионные приборы на уровне индивидуальных зерен и дефектов, таким образом наводящ макроскопические функциональности и атомистические механизмы. Это в свою очередь ведет к улучшенным разрешениям накопления энергии - батареям с весьма плотностями высокой энергии и длинними продолжительностями жизни и отсекам топливного бака с очень плотностями и эффективностями высокой энергии.»

«Традиционно, просматривая методы микроскопии зонда позволили измерению электронных токов и коротко и дальнодействующие силы,» добавил Sergei Kalinin, Старший Штатный Сотрудник Исследования в Центре для Наук Материалов Nanophase на ORNL и co-изобретателя (с Ниной Balke и Стефаном Джессом) ESM. «ESM расширяет эту возможность к течениям измерения ионным, и уже был продемонстрирован для разнообразие катода Li-Иона, анода, и материалов электролита, так же, как электролитов кислорода и смешанных электронн-ионных проводников. Вездесущее присутсвие соединения тома концентраци-моляра в электрохимических системах предлагает что этот метод в действительности всеобщий для полупроводникового ионного воображения - от батарей и полупроводниково к memristive электронике.

Стефан Джесс добавило «Возможно более важно, польза возбуждения диапазона и двигатели ДРОТИКА позволяют измерениям быть выполненным на грубых поверхностях реалистических электрохимических материалов, делая ESM полезным для реальных материалов и приборов.»

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit