Son ara?t?rmalarda, kusur mühendisli?ini birle?tirerek malzeme ?zelliklerinin tasar?m? ve düzenlenmesi ?u anda bir ara?t?rma s?cak noktas?d?r. Ge?i? metal oksitleri, sülfürler ve di?er malzemelerde, kusurlar?n varl??? elektronik yap?lar?n? ve kimyasal ?zelliklerini ?nemli ?l?üde de?i?tirecek ve b?ylece enerji depolama ve d?nü?türme alan?nda geni? uygulamalar?n? ger?ekle?tirecektir. ?rne?in, pil malzemelerinin yap?sal tasar?m?nda, kusurlar?n nicel olarak tan?t?lmas?, malzemenin elektriksel iletkenli?ini iyile?tirebilir, daha aktif alanlar sa?layabilir ve üstün elektrokimyasal performans elde etmek i?in litiasyon s?ras?nda malzemenin faz ge?i?ini iyile?tirebilir. Bu ama?la, ara?t?rmac?lar, malzemelerin kusurlar?n? g?zlemleyerek ve karakterize ederek, malzemelerin yap?s? ve ?zellikleri aras?ndaki ili?kiyi atomik düzeyde inceleyerek, enerji depolama malzemeleri ara?t?rma alan?na yeni bir kap? a?abilirler. Malzemelerin kusurlar?n? karakterize etmek i?in HRTEM, XPS, EELS ve di?er teknolojilerin kullan?lmas? art?k nadir olmasa da, bu teknikler yaln?zca malzeme yüzeyinin incelenmesi i?in gerilmi? olan yerel alanlar?n incelenmesiyle s?n?rl? olabilir. malzemenin genel kusurlar?. Ek olarak, bu teknikler yaln?zca malzemelerin yüzey kusurlar?n?n yar? nicel analizine yard?mc? olabilirken, daha kal?n numuneler i?in "s?rt?n zirvesine yatayd?r, derinlik farkl?d?r". ?zellikle farkl? i? kusurlara ve yüzeylere sahip numuneler i?in daha da gü?süzdür. Burada yazar, 2018 y?l?nda malzeme kusur mühendisli?i ara?t?rma alan?nda malzemenin makroskopik bütün noktas?ndan kusur yap?s?n? ve i?eri?ini karakterize etmek i?in baz? üst düzey kusur karakterizasyon y?ntemlerini derlemi? ve a?a??dakileri analiz etmi?tir. Eksiklik varsa, eklemeye ho? geldiniz.

[pozitron yok olma tayf?]

Pozitron yok etme ?mür spektrumu (PILS) olarak da bilinen pozitron yok etme spektrumu, malzemelerin ?zelliklerini atomik düzeyde inceleyen malzemeler i?in yeni bir tahribats?z test tekni?idir. Bu teknik, kat? malzemelerdeki kusurlar?n ve bo?luklar?n varl???n? tespit etmek i?in yayg?n olarak kullan?l?r. Bu alg?lama tekni?inin prensibi, pozitronlar elektronlarla etkile?ime girdi?inde yok olma ?zelli?ini kullanarak yok olma s?ras?nda serbest b?rak?lan gama ???nlar?n?n gev?eme süresini tespit etmektir. Gev?eme süresinin uzunlu?u, malzemenin g?zenek boyutuna, yani bo?lu?un boyutuna ba?l?d?r. Su vermenin gev?eme süresine dayal? olarak malzemedeki atomik düzeydeki kusurlar?n dolayl? olarak de?erlendirilmesi, tekni?in, enerji depolama malzemesinin kusur tasar?m? ve karakterizasyonunda büyük bir rol oynamas?n? sa?lar.

Nature Communications makalesinde (NAT. COMMUN., 2018, 9, 2120) paladyum katk?l? molibden disülfid malzemeleriyle ilgili yeni bir ?al??ma bildirilmi?tir. Bu teknik, ?ekilde g?sterildi?i gibi doping sonras? olu?an kusurlar? karakterize etmek i?in kullan?ld?. Ara?t?rmac?lar, MoS2 malzemesinin 1% paladyum ile katk?lanmas?ndan sonra, kafes kusurunun gev?eme süresinin τ1 ve bo?luk kusurunun gev?eme süresinin τ2 ?nemli ?l?üde uzad???n? buldular. Burada τ1 183.6s'den 206.2s'ye uzat?l?rken, τ2 355.5s'den 384.6s'ye uzat?l?r. Bu gev?eme sürelerindeki art??, kusur boyutunda bir art??a i?aret eder. Ek olarak, gev?eme süresinin yo?unlu?u da iyile?tirilir, bu da, doping sonras? malzemedeki kusurlar?n i?eri?inin, katk?s?z molibden disülfid malzemesinden ?nemli ?l?üde daha yüksek oldu?u anlam?na gelir.

[Geni?letilmi? X-???n? absorpsiyon ince yap? spektrumu]

Geni?letilmi? X-???n? absorpsiyon ince yap?s? (XANES), numunenin X-???n? ???nlamas? taraf?ndan yay?lan floresan veya fotoelektron taraf?ndan üretilen geni?letilmi? X-???n? absorpsiyon fenomeni taraf?ndan malzemenin atomu etraf?ndaki kimyasal ortam?n bir analizidir. Geni?letilmi? X-???n? absorpsiyon fenomeni, k?sa menzilli s?ralama fonksiyonu taraf?ndan belirlenir. Yap?sal spektrumdan, so?uran atomun kom?u atomlar?n?n türü, mesafesi ve koordinasyon say?s? gibi veriler elde edilebilir. Kusurlar?n miktar?, biti?ik koordinasyon atomlar?n?n mesafesinin kaymas? ve tepe noktalar?n?n yo?unlu?u g?zlemlenerek niteliksel olarak belirlenebilir.

Yak?n zamanda Advanced Energy Material'?n ara?t?rma makalesi, bir elektrot malzemesi olarak CaMnO3'ün kusurunu incelemek i?in XANES teknolojisinin kullan?ld???n? bildirdi (Adv. Energy Mater. 2018, 1800612). Ara?t?rmac?lar, malzemedeki oksijen kusurlar?n? analiz etmek i?in XAS ve XANES spektrumlar?n? kulland?lar. XANES spektrumundan CMO/S-300'ün tepe yo?unlu?unun CMO'nunkinden ?nemli ?l?üde daha dü?ük oldu?u g?rülebilir, bu da kükürt indirgemesinden sonra malzemenin de?erlik durumunun azald???n? kan?tlar. Fourier d?nü?ümünden sonraki haritada, CMO/S-300 spektrumunun tepe yo?unlu?unun CMO'nunkinden daha dü?ük oldu?u ve baz? tepe noktalar?na kar??l?k gelen aral???n CMO'nunkinden kayd??? g?rülmektedir. Bu veriler, kükürt indirgemesi ve oksijen kusurlar?n?n olu?umundan sonra CMO/S-300'ün yüzeyindeki yap?sal de?i?iklikleri g?stermektedir.

[Elektronik D?ndürme Tepki Spektrumu]

Paramanyetik rezonans yan?t? (EPR) olarak da bilinen elektron spin rezonans?, bir radyo frekans? elektromanyetik alan?n?n etkisi alt?nda bir numunede sabit bir manyetik alanda meydana gelen manyetik enerji seviyeleri aras?nda bir rezonans ge?i?idir. D?? manyetik alan B'ye dik bir y?nde ν frekansl? bir elektromanyetik dalga uyguland???nda, malzemenin serbest elektronu taraf?ndan elde edilen enerji hν olur. ν ve B aras?ndaki ili?ki hν = gμB'yi sa?lad???nda, EPR'de g?rünen bir absorpsiyon zirvesine kar??l?k gelen bir manyetik seviye ge?i?i meydana gelir. g de?eri, e?le?memi? elektronlar?n bulundu?u kimyasal ortam taraf?ndan belirlenir. Farkl? bile?iklerin farkl? g de?erleri vard?r.

Advanced Functional Material taraf?ndan yak?n zamanda yap?lan bir ?al??ma, lityum-kükürt piller i?in bir elektrot malzemesi olarak kükürt kusurlar? i?eren 1T-2H faz? MoS2-Mxene kompozitini incelemek i?in EPR teknolojisinin kullan?ld???n? bildirdi (Adv. Funct. Mater. 2018, 1707578). Ara?t?rmac?lar, 1T-2H faz? MoS2 ve MXene ile bir kompozit sentezledi. Amonyak gaz? indirgenerek farkl? derecelerde kükürt kusurlu malzemeler elde edilmi? ve yap?lar? karakterize edilmi?tir. EPR test analizi kullan?larak, farkl? amonyak i?leme süresine sahip malzemelerin, ag de?eri 2.0 olan bir absorpsiyon zirvesine kar??l?k gelen belirli miktarda kükürt kusurlar? i?erdi?i bulundu. Ek olarak, amonyak i?leme süresi uzad?k?a, kükürt kusur piki giderek gü?lendi ve geni?ledi, bu da malzemedeki kusurlar?n amonyak gaz?n?n i?lenmesiyle kademeli olarak artt???n? kan?tlad?. ?ok say?da kükürt bo?lu?unun mevcudiyeti, malzemenin lokal olarak pozitif bir yüke sahip olmas?na neden olur, b?ylece polisülfid anyonlar?n?n adsorpsiyonunu artt?r?r ve etkili polisülfid inhibisyonu sa?lar.

【?zet】

Son y?llarda, malzemelerdeki kusur kusurlar? üzerine ara?t?rmalar ?ok s?cak bir konu haline geldi. Bununla birlikte, ara?t?rmalar?n ?o?u hala kusurlar? anlama a?amas?ndad?r. Bu nedenle malzeme bilimcisi olarak dünyay? tan?mal? ve de?i?tirmeliyiz. Ara?t?rma sürecinde, yaln?zca kusurlar?n mikroskobik dünyas?n? tan?makla kalmamal?, ayn? zamanda baz? sentetik veya haz?rlay?c? y?ntemlerle kusurlar? iyile?tirmeli ve kontrol etmeliyiz. Dü?en ?i?ekler kalpsiz ?eyler de?ildir, Chunni'ye daha fazla d?rtgen. Malzemenin performans?n? dü?ürüyor gibi g?rünen kusurlar, y?nlü tasar?mdan sonra malzemenin kendisi üzerinde olumsuz bir etkiye sahip olmakla kalmaz, ayn? zamanda ara?t?rmac?lara malzemeyi atomik seviyeden optimize etme imkan? sa?lar, b?ylece elektrot malzemesi daha iyi performansa sahip olur. bir bütün olarak. Enerji depolama ve di?er nano bilim ve malzeme mühendisli?indeki geni? uygulamas?n? geni?letin.