成像技术揭示氧化钒中的应变和缺陷
由伦斯勒理工学院材料科学与工程副教授 Edwin Fohtung 领导的研究人员开发了一种揭示纳米结构氧化钒缺陷的新技术，氧化钒是一种广泛使用的过渡金属，具有许多潜在应用，包括电化学阳极、光学应用和超级电容器. 在这项研究发表在皇家化学学会期刊CrystEngComm的一篇文章中，该研究小组还详细介绍了一种无透镜显微镜技术，用于捕获嵌入在氧化钒纳米薄片中的单个缺陷。
“这些观察结果有助于解释在其他薄膜或薄片技术中在晶界附近观察到的结构、结晶度或成分梯度缺陷的起源，”新型同步加速器散射和成像技术专家 Fohtung 说。“我们相信我们的工作有可能改变我们对纳米材料的生长和非破坏性三维成像的看法。”
氧化钒目前用于储能等许多技术领域，由于金属绝缘过渡行为可以通过电场进行调节，因此也可用于构建场效应晶体管。然而，材料中的应变和缺陷会改变其功能，因此需要采用非破坏性技术来检测这些潜在缺陷。
该团队开发了一种基于相干 X 射线衍射成像的技术。这种技术依赖于一种称为同步加速器的圆形粒子加速器。同步加速器的工作原理是通过磁体序列加速电子，直到它们几乎达到光速。这些快速移动的电子产生非常明亮的强光，主要是在 X 射线区域。顾名思义，这种同步加速器光比传统光源产生的光亮数百万倍，比太阳光亮 100 亿倍。Fohtung 和他的学生们已经成功地使用这种光来开发技术并捕获原子和分子等微小物质以及现在的缺陷。当用于探测晶体材料时，这种技术被称为布拉格相干衍射成像 (BCDI)。在他们的研究中，
Fohtung与Rensselaer材料科学与工程副教授Jian Shi密切合作。他们加入了伦斯勒的 Zachary Barringer、Jie Jiang、Jie Jiang、Xiaowen Shi 和 Elijah Schold 以及卡内基梅隆大学的研究人员“使用布拉格相干衍射成像对氧化钒 (III) 氧化物纳米晶体中的缺陷进行成像”的研究。
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