עבודה זו נוסדה על ידי קרן המחקר הגרמני (DFG) (חוזה CH 943/2-1). המחברים מבקשים להודות לולפגנג Dittus, וסטפן Paetel מZentrum für Sonnenenergie-und Wasserstoff-Forschung באדן וירטמברג להכנת שכבת בולם סיגריות עבור עבודה זו.

1. שכבת הפקדת סיגריות <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ננומטר גמגום להפקדה 500 של מוליבדן (חזרה שכבת מגע) על גבי מצע 3 מ&quot;מ עובי סודה לימון זכוכית (SLG). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שיתוף להתאדות 2 מיקרומטר של סיגריות בתהליך רב שלבי סיגריות מוטבע 24. את סיגריות מתקבלות שכבה שהופקדו על קשר אחורי מו מוצגת באיור 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למדוד את ההרכב נפרד משכבת ​​סיגריות על ידי הקרינה רנטגן ספקטרומטריית (XRF). הרכב סיגריות שהושג מוצג בטבלה 1. </li></ol> 2. אתר ספציפי, ייצור דוגמאות לניתוח APT <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותכים TEM מו רשת לשתי חצאים על מנת לקבל שורה של כמה סיכות, להיות התמיכה בדגימות המאוחרות יותר. הר חצי רשת TEM על בעל ולהתחדד קצוות של הפינים ידי electropolishing ב5 WT. % ועד לקוטר קצה &lt;2 מיקרומטר NaOH. התהליך יכול להיות סביר נשלט באמצעות stereoscope. ואז לעלות על רשת electropolished לא בעל אחרכובע הוא מותאם לFIB הרציף, TEM, EBSD, ואפיון APT. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טחנת שתי תעלות לסרט דק סיגריות באמצעות FIB לקבל לערער (איור 2 א). ביצוע חתך חופשי הראשון בצד השמאל של הנתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף micromanipulator לנתח על ידי ההפקדה לרתך Pt ידי יון קורה מושרה שיקוע כימי. ואז, לעשות Final Cut-בחינם באתר ההפוך ומעלית החוצה הנתח שעמד חופשי (איור 2b). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עכשיו לחתוך את הסיכות החדות של חצי רשת מו TEM לטריז (2-3 מיקרומטר קוטר) שיש משותף טובה לנתח חילוץ. הר הנתח על הפינים באמצעות תצהיר Pt (איור 2 ג). ביצוע חתך חופשי סוף סוף לקבל רק חלק קטן מהנתח (סביב 2 מיקרומטר) בחלק העליון של סיכת מו. לאחר מכן לעלות לבעל הרשת במהופך ולמלא את הפער בין הפינים מו והחתיכה רכוב עם Pt. להמשיך את אותו תהליך עם הנתח הנותר. לפרטים נוספים על מתיחה החוצההליך, הקורא יכול להתייעץ בהערות הבאות 18,25. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את הרשת זקופה ולנקות את החתך של הנתח (לבחור את האתר עם ריתוך Pt דק יותר) על ידי שימוש במתח וקרן נוכחית (5 ק ו&lt; 50 PA) נמוכים מואץ בלבלף. כך מתקבל משטח חלק ופחות זיהום עקב GA + השתלה, אשר נדרש למדידות EBSD. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ממדידת EBSD מבוצעת על החתך לבחור GB של ריבית. אורינטציה של GB עדיפה להיות ניצב ביחס לכיוון הניתוח בבדיקת אטום (Z-ציר) כדי להפחית את ההשפעה המקומית הגדלה 26, אשר תאר יותר בפירוט בחלקו דיון. אזור מתאים עם GB מודגש באיור 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע כרסום טבעתי באזור GB בחר בשלב 2.6) ליצירת קצה חד. רדיוס עקמומיות צריך להיות מספיק קטן (&lt;100 ננומטר) לעוד יותר TEM investigatיונים. כדי להגיע למטרה זו, להקטין את הקוטר הפנימי של תבנית טחינת הצעד אחרת צעד טבעתי (2E איור) ובמקביל לדמיין את קצה עיצוב על ידי אלקטרונים המשני (SE). כך אפשר לתקן משמרות הקורה או להתאים את דפוס הטחינה כדי להסיר אי סדרים בקצה כמו אדווה או redeposition של חומר שמקורו שונה גמגום תשואות, הצללה וכו &#39;אפקטים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> למקם את המיקום המדויק של GBs ביחס לשיא של הקצה על ידי שימוש בכלי TEM (ראה תרשים 2F), ביודעו כי בהשוואה לחומרים אחרים (כמו superalloys) GBs סיגריות אינם גלוי לעין בSEM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדעת בדיוק היכן GB ממוקם בתוך קצה APT, להעביר את הדגימה חזרה לFIB ולהמשיך טחנת המדגם למקם GB ב 200 ננומטר המרבי מתחת לשיא של הקצה. בשלב זה, הטחינה נעשית בkV נמוך מאוד (5 קילו וולט) וזרם נמוך (&lt;50 הרשות הפלסטינית). ואכן, המטרה היא לא רק למקם GB קרוב לאo השיא של הקצה, אלא גם כדי למזער את נזק של GA + טיפ APT במהלך הליך זה. במקביל לכרסום נמוך KV, לדמיין את הצורה של קצה APT בSEM ולשלוט בכמות החומר שיש להסיר מהשיא של הקצה (איור 2G). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להעביר שוב את הדגימה לTEM ולבדוק את המיקום של GB ביחס לשיא של הקצה. הפוך את תמונת סקירה של הדגימה (איור 2H) כדי להשיג ידיעה מדויקת על מיקום GB, האבולוציה של קוטר הדגימה וזווית שוק חצי. זה הכרחי כדי להשיג שחזור אופטימלי של הנתונים המתאימים. יתר על כן, להשתמש בהגדלה נמוכה וזמני חשיפה מופחתים למזעור נזקים קרן אלקטרונים מושרה וזיהום C אשר יכול להוביל לשיעור כישלון גבוה יותר במדידות המתאימות. </li></ol> 3. ניתוח APT במערכת CAMECA LEAP 3000X משאבי אנוש <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הר את הדגימה בהמתנת APTאה. ואז, לעגן את הדיסקית דגימה באחד מארבע הקרוסלות הזמינות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את הקרוסלה המכילה את הדיסקית הדגימה בתוך מנעול העומס ולהתחיל לשאוב את מנעול העומס. כאשר הוואקום בתוך מנעול העומס הוא ~ 10 -7 טור, הכנס את הקרוסלה בתוך חדר החיץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי המתנה של CA. שעה 1 כדי לשחזר את הוואקום בתא החיץ (~ 7x10 -9 טור), להעביר את הדגימה מהתא לתא חיץ הניתוח העיקרי. זה נעשה עם מוט העברה אופקי, שהוא מכשיר מופעל באופן ידני. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני שמתחיל את המדידה בתוך APT, להתקרר לטמפרטורה עד 60 ק טמפרטורה נמוכה זה תמנע את הדיפוזיה של האטומים על פני השטח של הדגימה במהלך הניתוח. נציין כאן כי 60 K הוא טמפרטורת הסט ולא את הטמפרטורה האמיתית נמדדת על קצה APT, שאמורה להיות גבוה יותר עקב חום לייזר של הדגימה. כפי שהוצעה על ידי קלוג et al. 27, טמפרה זומכשור יכול להיות מוערך על ידי לקיחה בחשבון את תשלום המדינה-היחס יחסית. למרבה הצער, בעבודה זו הטמפרטורה האמיתית של הטיפים לא יכולה להיות מחושבת בעיקר בגלל התאדות תחום סיגריות החומר אינה ידועה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניסויי APT מתבצעים במצב לייזר באמצעות לייזר ירוק באורך גל של כ 532 ננומטר ואורך 12 psec דופק. </li></ol> 4. שחזור של נתונים APT <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את קובץ RHIT (הנתונים גולמיים המתקבלים ישירות לאחר מדידות APT) עם ויזואליזציה של CAMECA המשולבת ותוכנת ניתוח (IVAs 3.6.2) 28 משמשים בדרך כלל כדי לשחזר את מפת 3D. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לבצע שחזור של מפת 3D באמצעות שמונת השלבים הבאים 28: <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 1 - הגדרה שהיא חלונית קריאה בלבד נותנת את כל פרטים על האופי והתוכן של המחקר שנבחר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 2 - מגוון רצף יון בחר. צעד זה מגדיר את טווח יון הרצף ביחס לדגימהמתח להיבחר בנתונים משחזרים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 3 - החזר על השקעה גלאי נבחרת. צעד זה נותן את ההזדמנות כדי להסיר את היונים שנמצאים מחוץ לגלאי החזר על ההשקעה (אליפסה שחורה על ההיסטוגרמה אירוע הגלאי). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 4 - תיקוני TOF. צעד זה מחשב את המתח, את הזמן של הטיסה (TOF), וplanarity של הגלאי (&quot;תיקון קערה &#39;) תיקונים לניתוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 5 - כיול המוני. מיקום השיא נמדד בספקטרום ההמוני ניתחו הוא מכויל עם מדינות איזוטופ / תשלום ידוע. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 6 - בין תאריכים הקצאת יון. בשלב זה את הפסגות בספקטרום ההמוני מוקצות לטווחי אלמנט איזוטופ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 7 - שיקום. צעד זה חל אחת משלוש שיטות שיחזור לנתונים שנרכשו: שיטה, שיטת זווית שוק מתח או שיטת קצה-פרופיל. האחרון משמש במחקר הנוכחי לשחזר-3D המפה שלנו. שיטה זו דורשת תמונת SEM או TEM של TIעמ &#39;, כפי שמוצג באיור 2G ו2h דמות. רדיוס הקצה בכל נקודה בשחזור מוגדר על ידי אינטרפולציה ליניארית בין סדרה של נקודות שהוגדרו בתמונה SEM. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שלב 8 - אישור. בשלב זה, יצר את התצוגה המקדימה בכרטיסיית השחזור מומרת לניתוח הציל. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Stanbery, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Copper+indium+selenides+and+related+materials+for+photovoltaic+devices.">Copper indium selenides and related materials for photovoltaic devices.</a> Crit. Rev. Solid State. 27, 73-117 (2002).</li><li>Kemell, M., Ritala, M., Leskel&#228;, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thin+film+deposition+methods+for+CuInSe2+solar+cells.">Thin film deposition methods for CuInSe2 solar cells.</a> Crit. Rev. Solid State. 30, 1-31 (2005).</li><li>Kazmerski, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solar+photovoltaics+R&amp;D+at+the+tipping+point:+a+2005+technology+overview.">Solar photovoltaics R&amp;D at the tipping point: a 2005 technology overview.</a> J. Electron Spectrosc. 150 (2-3), 105-135 (2006).</li><li>Sadewasser, S., Glatzel, T., Schuler, S., Nishiwaki, S., Kaigawa, R., Lux-Steiner, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kelvin+probe+force+microscopy+for+the+nano+scale+characterization+of+chalcopyrite+solar+cell+materials+and+devices.">Kelvin probe force microscopy for the nano scale characterization of chalcopyrite solar cell materials and devices.</a> Thin Solid Films. 431-432, 257-261 (2003).</li><li>Jiang, C. S., Noufi, R., AbuShama, J. A., Ramanathan, K., Moutinho, H. R., Pankow, J., Al-Jassim, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Local+built-in+potential+on+grain+boundary+of+Cu(In,Ga)Se2+thin-films.">Local built-in potential on grain boundary of Cu(In,Ga)Se2 thin-films.</a> Appl. Phys. Lett. 84, 3477-1-3477-3 (2004).</li><li>Abou-Ras, D., Koch, C. T., K&#252;stner, V., van Aken, P. A., Jahn, U., Contreras, M. A., Caballero, R., Kaufmann, C. A., Scheer, R., Unold, T., Schock, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grain-boundary+types+in+chalcopyrite-type+thin+films+and+their+correlations+with+film+texture+and+electrical+properties.">Grain-boundary types in chalcopyrite-type thin films and their correlations with film texture and electrical properties.</a> Thin Solid Films. 517, 2545-2549 (2009).</li><li>Nichterwitz, M., Abou-Ras, D., Sakurai, K., Bundesmann, J., Unold, T., Scheer, R., Schock, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+grain+boundaries+on+current+collection+in+Cu(In,Ga)Se2+thin-film+solar+cells.">Influence of grain boundaries on current collection in Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells.</a> Thin Solid Films. 517, 2554-2557 (2009).</li><li>Abou-Ras, D., Schorr, S., Schock, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Grain+sizes+and+grain+boundaries+in+chalcopyrite-type+thin+films.">Grain sizes and grain boundaries in chalcopyrite-type thin films.</a> J. Appl. Cryst. 40, 841-848 (2007).</li><li>Niles, D. W., Al-Jassim, M., Ramanathan, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Direct+observation+of+Na+and+O+impurities+at+grain+surfaces+of+CuInSe2+thin+films.">Direct observation of Na and O impurities at grain surfaces of CuInSe2 thin films.</a> J. Vac. Sci. Technol. A. 17, 291-296 (1998).</li><li>Rockett, A., Granath, K., Asher, S., Al Jassim, M. M., Hasoon, F., Matson, R., Basol, B., Kapur, V., Britt, J. S., Gillespie, T., Marshall, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Na+incorporation+in+Mo+and+CuInSe2+from+production+processes.">Na incorporation in Mo and CuInSe2 from production processes.</a> Sol. Energy. 59, 255-264 (1999).</li><li>Heske, C., Eich, D., Fink, R., Umbach, E., Kakar, S., van Buuren, T., Bostedt, C., Terminello, L. J., Grush, M. M., Callcott, T. A., Himpsel, F. J., Ederer, D. L., Perera, R. C. C., Riedl, W., Karg, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Localization+of+Na+impurities+at+the+buried+CdS/Cu(In,+Ga)Se2+heterojunction.">Localization of Na impurities at the buried CdS/Cu(In, Ga)Se2 heterojunction.</a> Appl. Phys. Lett. 75, 2082-2084 (1999).</li><li>Braunger, D., Hariskos, D., Bilger, G., Rau, U., Schock, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+Na+on+the+growth+of+polycrystalline+Cu(In,Ga)Se2+thin+films.">Influence of Na on the growth of polycrystalline Cu(In,Ga)Se2 thin films.</a> Thin Solid Films. 361, 161-166 (2000).</li><li>Cerezo, A., Godfrey, T. J., Sijbrandij, S. J., Smith, G. D. W., Warren, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+an+energy-compensated+three-dimensional+atom+probe.">Performance of an energy-compensated three-dimensional atom probe.</a> Rev. Sci. Instrum. 69, 49-58 .</li><li>Blavette, D., Bostel, A., Sarrau, J. M., Deconihout, B., Menand, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+atom-probe+for+three+dimensional+tomography.">An atom-probe for three dimensional tomography.</a> Nature. 363, 432-435 (1993).</li><li>Gault, B., Vurpillot, F., Vella, A., Gilbert, M., Menand, A., Blavette, D., Deconihout, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+femtosecond+laser+assisted+tomographic+atom+probe.">Design of a femtosecond laser assisted tomographic atom probe.</a> Rev. Sci. Instrum. 77, 043705-1-043705-8 (2006).</li><li>Kelly, T. F., Miller, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atom+probe+tomography.">Atom probe tomography.</a> Rev. Sci. Instrum. 78, 031101-1-031101-20 (2007).</li><li>Thompson, K., Lawrence, D., Larson, D. J., Olson, J. D., Kelly, T. F., Gorman, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+site-specific+specimen+preparation+for+atom+probe+tomography.">In situ site-specific specimen preparation for atom probe tomography.</a> Ultramicroscopy. 107 (2-3), 131-139 (2007).</li><li>Cadel, E., Barreau, N., Kessler, J., Pareige, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atom+probe+study+of+sodium+distribution+in+polycristalline+Cu(In,Ga)Se2+thin+film.">Atom probe study of sodium distribution in polycristalline Cu(In,Ga)Se2 thin film.</a> Acta Material. 58, 2634-2637 (2010).</li><li>Schlesiger, R., Oberdorfer, C., W&#252;rz, R., Greiwe, G., Stender, P., Artmeier, M., Pelka, P., Spaleck, F., Schmitz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+of+a+laser-assisted+tomographic+atom+probe+at+M&#252;nster+University.">Design of a laser-assisted tomographic atom probe at M&#252;nster University.</a> Rev. Sci. Instr. 81, 043703 (2010).</li><li>Cojocaru-Mir&#233;din, O., Choi, P., Abou-Ras, D., Schmidt, S. S., Caballero, R., Raabe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+grain+boundaries+in+Cu(In,Ga)Se2+films+using+atom-probe+tomography.">Characterization of grain boundaries in Cu(In,Ga)Se2 films using atom-probe tomography.</a> IEEE J. Photovolt. 1 (2), 207-212 (2011).</li><li>Cojocaru-Mir&#233;din, O., Choi, P., Wuerz, R., Raabe, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atomic-scale+characterization+of+the+CdS/CuInSe2+interface+in+thin-film+solar+cells.">Atomic-scale characterization of the CdS/CuInSe2 interface in thin-film solar cells.</a> Appl. Phys. Lett. 98, 103504-1-103504-3 (2011).</li><li>Couzinie-Devy, F., Cadel, E., Barreau, N., Arzel, L., Pareige, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Atom+probe+study+of+Cu-poor+to+Cu-rich+transition+during+Cu(In,Ga)Se2+growth.">Atom probe study of Cu-poor to Cu-rich transition during Cu(In,Ga)Se2 growth.</a> Appl. Phys. Lett. 99, 232108-1-232108-3 (2011).</li><li>Voorwinden, G., Jackson, P., Kniese, R., Powalla, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-line+Cu(In,Ga)Se2+co-evaporation+process+on+30+cm+x+30+cm+substrates+with+multiple+deposition+stages.">In-line Cu(In,Ga)Se2 co-evaporation process on 30 cm x 30 cm substrates with multiple deposition stages.</a> , 2115-2118 (2007).</li><li>Miller, M. K., Russell, K. F., Thompson, K., Alvis, R., Larson, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Review+of+atom+probe+FIB-based+specimen+preparation+methods.">Review of atom probe FIB-based specimen preparation methods.</a> Microscopy Microanal. 13 (6), 428-436 (2007).</li><li>J, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+image+distortions+in+3DAP.">Modeling image distortions in 3DAP.</a> Microscopy and Microanalysis. 10 (3), 384-390 (2008).</li><li>Kellog, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Determining+the+field+emitter+temperature+during+laser+irradiation+in+the+pulsed+laser+atom+probe.">Determining the field emitter temperature during laser irradiation in the pulsed laser atom probe.</a> J. Appl. Phys. 52, 5320 (1981).</li><li>. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> IVASTM 3.6.2 User Guide 2012. , (2012).</li><li>Persson, C., Zunger, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Compositionally+induced+valence-band+offset+at+the+grain+boundary+of+polycrystalline+chalcopyrites+creates+a+hole+barrier.">Compositionally induced valence-band offset at the grain boundary of polycrystalline chalcopyrites creates a hole barrier.</a> Appl. Phys. Lett. 87, 211904-1-211904-3 (2005).</li><li>Zhang, S. B., Wei, S. -. H., Zunger, A., Katayama-Yoshida, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defect+physics+of+the+CuInSe2+chalcopyrite+semiconductor.">Defect physics of the CuInSe2 chalcopyrite semiconductor.</a> Phys. Rev. B. 57, 9642-9656 (1998).</li><li>Cahn, J. W., Johnson, W. C., Blakely, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Interfacial Segregation. , 3-23 (1979).</li><li>Miller, M. K., Jayaram, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Some+factors+affecting+analysis+in+atom+probe.">Some factors affecting analysis in atom probe.</a> Surf. Sci. 266, 458-462 (1992).</li><li>Wuerz, R., Eicke, A., Kessler, F., Paetel, S., Efimenko, S., Schlegel, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CIGS+thin-film+solar+cells+and+modules+on+enamelled+steel+substrates.">CIGS thin-film solar cells and modules on enamelled steel substrates.</a> Sol. Energy. 100, 132-137 (2012).</li><li>De Geuser, F., Lefebvre, W., Danoix, F., Vurpillot, F., Forbord, B., Blavette, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+reconstruction+procedure+for+the+correction+of+local+magnification+effects+in+three-dimensional+atom-probe.">An improved reconstruction procedure for the correction of local magnification effects in three-dimensional atom-probe.</a> Surf. Interf. Anal. 39, 268-272 (2007).</li><li>Kingham, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+post-ionization+of+field+evaporated+ions:+A+theoretical+explanation+of+multiple+charge+states.">The post-ionization of field evaporated ions: A theoretical explanation of multiple charge states.</a> Surf. Sci. 116, 273-301 (1982).</li><li>Letellier, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Etude des joints de grains et interphases dans les superalliages Astroloy par microscopie electronique et tomographie atomique [dissertation]. , (1994).</li><li>Hoummada, I., Mangelinck, K., Chow, D., Lee, J., Bernardini, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Original+methods+for+diffusion+measurements+in+polycrystalline+thin-films.">Original methods for diffusion measurements in polycrystalline thin-films.</a> Defect and Diffusion Forum. 322, 129-150 (2012).</li></ol>

<p class="jove_content"יש לי&gt; המחברים אין לחשוף.</p&gt;

בשנת העבודה הנוכחית, יש לנו הציגו תוצאות APT על HAGB אקראי בסיגריות, חומר מוליך למחצה תרכובת המשמש ליישום פוטו. יתר על כן, יש לנו גם הראו כי APT בשילוב עם טכניקות משלימות, כגון EBSD וTEM, הוא כלי רב עוצמה על מנת להבהיר את מערכת היחסים של מאפייני מבנה ההרכב לתאים הסולריים סיגריות....

<html> תאי סרט דק סולאריים המבוססים על המוליכים למחצה תרכובת Cu כלקופיריט מובנה (ב, GA) Se 2 (סיגריות) כחומר בולם היו בפיתוח במשך יותר משני עשורים, בגלל היעילות שלהם הגבוהה, קשיות קרינה, יציב לטווח ארוך ביצועים, ועלויות ייצור נמוך 1-3. יכולים להיות מפוברקים תאים סולריים אלה רק עם צריכת חומרים מעט בשל תכונות החיוביות האופטיות של שכבת בולם סיגריות, כלומר, bandgap ישירה ו1,2 מקדם ספיגה גבוהה. סרטי בולם של רק כמה מיקרומטרים בעובי מספיקים כדי להפיק פוטונים גבוהים. מאז את נתיבי דיפוזיה של נושאי מטען photogenerated לאלקטרודות הם קצרים יחסית, ניתן לייצר בולמי סיגריות בצורת polycrystalline. היעילות מקסימלית של Cu (ב, GA) Se 2 תא (סיגריות) שמש שהושג עד כה הוא 20.4% 4, המהווה את הערך הגבוה ביותר מבין כל תאי סרט דק השמש. ove_content &quot;&gt; כדי לבסס עוד יותר את טכנולוגית פוטו סרט דק סיגריות, הן ההפחתה של עלויות ייצור והשיפור של יעילות תאים סולרית הם חיוניים. האחרון הוא מאוד תלוי במייקר ובהרכב הכימי של שכבת בולם סיגריות. ממשקים פנימיים, בגבולות גרעין מסוימים (GBS) בתוך בולם, למלא תפקיד מרכזי, כפי שהם יכולים להשפיע על ההובלה של נושאי מטען photogenerated. אחת הסוגיות לא פתורות העיקריות ביחס לתאים סולריים סיגריות הוא האופי השפיר של סיגריות GBS, סרטי בולם סיגריות polycrystalline כלומר להניב ניצולת תא מצטיין למרות צפיפות גבוהה של מומי GBS וסריג. מספר חוקרים חקרו GBs בסרטי סיגריות שמש בדרגה ביחס לתכונותיהם החשמליות 5,6, אופי וmisorientation 7-9, כמו גם הפרדת טומאת 10-13. עם זאת, אין קשר ברור בין אלה properties ניתן להקים עד כה. בפרט, קיים מחסור משמעותי של מידע בנוגע להרכב הכימי המקומי ותוכן טומאה של GBS. בשני העשורים האחרונים, הבדיקה האטום טומוגרפיה (APT) התפתחה כאחת טכניקות אנליטיות ננו 14-17 המבטיחות. עד לאחרונה מחקרים המתאימים של תאים סולריים היו מוגבלים במידה רבה על ידי קשיים בתהליך הכנת המדגם ואת היכולת המוגבלת של חומרים מוליכים למחצה באמצעות ניתוח בדיקות אטומי פעם מתח קונבנציונליות. הגבלות אלה היו להתגבר במידה רבה על ידי הפיתוח של &#39;שיטת מעלית החוצה &quot;המבוסס על קרן אור ממוקד כרסום יון (FIB) 18 ואת ההקדמה של לייזר פעם APT 16. כמה עיתונים על אפיון של תאים סולריים APT סיגריות פורסמו 19-23, שהם מאוד מעודדים עבור חקירות נוספות. מאמר זה נותן קווים מנחים של איך ללמוד הפנימיתאים סולריים בשכבות דקות nterfaces בסיגריות על ידי טכניקת הבדיקה האטום טומוגרפיה.

atom probe tomography studies on the cu(in,ga)se2 grain boundaries

בהשוואה לטכניקות הקיימות, הבדיקה האטום טומוגרפיה היא טכניקה ייחודית מסוגלת לאפיין את הממשקים הפנימיים כימי בקנה המידה ננומטרי, ובשלושה ממדים. ואכן, APT בעל רגישות גבוהה (לפי סדר עמודים לדקה) וברזולוציה מרחבית גבוהה (תת ימי). מאמצים רבים נעשו כאן כדי להכין את הטיפ APT שמכיל את גבול התבואה הרצויה עם מבנה ידוע. ואכן, באתר ספציפית הכנת מדגם באמצעות שילוב התמקד יון קורה, דיפרקציה backscatter אלקטרון, ומיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים מוצג בעבודה זו. שיטה זו מאפשרת לגבולות גרעין נבחרים עם מבנה ידוע ומיקום בCu (ב, GA) Se 2 דקי סרטים להיחקר על ידי בדיקה טומוגרפיה אטום. לבסוף, אנו דנים ביתרונות ובחסרונות של שימוש בטכניקת הבדיקה האטום טומוגרפיה כדי ללמוד את גבולות התבואה בCu (ב, GA) 2 תאים סולריים בשכבות דקות SE.

איור 3 מציג מבט מצד (פרוסת XZ) מפה בסיסית של GB הזווית הגבוהה האקראי (HAGB) 28.5 ° - &lt;511&gt; הגור נבחר באיור 2 בשיטת הכנה ספציפית באתר. שיתוף הפרדה של Na, K, ו-O בHAGB סיגריות ממופית ישירות באמצעות APT. זיהומים אלה ככל הנראה מתפזר מתוך מצע SLG לתוך שכבת בולם בתצהיר ...

Watch this Scientific Journal Video about Atom Probe Tomography Studies on the CuIn,GaSe2 Grain Boundaries at JoVE.com

Atom Probe Tomography Studies on the CuIn,GaSe2 Grain Boundaries

בעבודה זו, אנו מתארים את השימוש בטכניקת טומוגרפיה אטום החללית לחקר גבולות הגרעין של שכבת בולם בתא סולרי סיגריות. גישה חדשנית כדי להכין את הטיפים הבדיקה אטום המכילים דגן גבול הרצוי עם מבנה ידוע מוצגת גם כאן.

Atom לימודי Probe טומוגרפיה על Cu (ב, GA) Se<sub&gt; 2</sub&gt; גבולות גרעין

Compared with the existent techniques, atom probe tomography is a unique technique able to chemically characterize the internal interfaces at the ...

atom-probe-tomography-studies-on-the-cuingase2-grain-boundaries

Research

JoVE Journal

Engineering

Atom Probe Tomography Studies on the Cu(In,Ga)Se2 Grain Boundaries

12.6K Views.  Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH. בעבודה זו, אנו מתארים את השימוש בטכניקת טומוגרפיה אטום החללית לחקר גבולות הגרעין של שכבת בולם בתא סולרי סיגריות. גישה חדשנית כדי להכין את הטיפים הבדיקה אטום המכילים דגן גבול הרצוי עם מבנה ידוע מוצגת גם כאן.

Video: Atom Probe Tomography Studies on the CuIn,GaSe2 Grain Boundaries

Scanning-probe Single-electron Capacitance Spectroscopy

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the electronic quantum structure of small systems - including individual atomic dopants in semiconductors. Here we present a capacitance-based method, known as Subsurface Charge Accumulation (SCA) imaging, which is capable of resolving single-electron charging while achieving sufficient spatial resolution to image individual atomic dopants. The use of a capacitance technique enables observation of subsurface features, such as dopants buried many nanometers beneath the surface of a semiconductor material1,2,3. In principle, this technique can be applied to any system to resolve electron motion below an insulating surface.
As in other electric-field-sensitive scanned-probe techniques4, the lateral spatial resolution of the measurement depends in part on the radius of curvature of the probe tip. Using tips with a small radius of curvature can enable spatial resolution of a few tens of nanometers. This fine spatial resolution allows investigations of small numbers (down to one) of subsurface dopants1,2. The charge resolution depends greatly on the sensitivity of the charge detection circuitry; using high electron mobility transistors (HEMT) in such circuits at cryogenic temperatures enables a sensitivity of approximately 0.01 electrons/Hz&frac12; at 0.3 K 5.

Scanning-probe single-electron capacitance spectroscopy facilitates the study of single-electron motion in localized subsurface regions. A sensitive charge-detection circuit is incorporated into a cryogenic scanning probe microscope to investigate small systems of dopant atoms beneath the surface of semiconductor samples.

ספקטרוסקופיה קיבוליות חד אלקטרונים סורקות-בדיקה

The integration of low-temperature scanning-probe techniques and single-electron capacitance spectroscopy represents a powerful tool to study the ...

The Measurement of Unsteady Surface Pressure Using a Remote Microphone Probe

Microphones are widely applied to measure pressure fluctuations at the walls of solid bodies immersed in turbulent flows. Turbulent motions with various characteristic length scales can result in pressure fluctuations over a wide frequency range. This property of turbulence requires sensing devices to have sufficient sensitivity over a wide range of frequencies. Furthermore, the small characteristic length scales of turbulent structures require small sensing areas and the ability to place the sensors in very close proximity to each other. The complex geometries of the solid bodies, often including large surface curvatures or discontinuities, require the probe to have the ability to be set up in very limited spaces. The development of a remote microphone probe, which is inexpensive, consistent, and repeatable, is described in the present communication. It allows for the measurement of pressure fluctuations with high spatial resolution and dynamic response over a wide range of frequencies. The probe is small enough to be placed within the interior of typical wind tunnel models. The remote microphone probe includes a small, rigid, and hollow tube that penetrates the model surface to form the sensing area. This tube is connected to a standard microphone, at some distance away from the surface, using a "T" junction. An experimental method is introduced to determine the dynamic response of the remote microphone probe. In addition, an analytical method for determining the dynamic response is described. The analytical method can be applied in the design stage to determine the dimensions and properties of the RMP components.

Here, we present a protocol to measure, with high spatial resolution, the unsteady surface pressure in turbulent flows. This method demonstrates the construction of a remote microphone probe (RMP) and the determination of its frequency-dependent, complex transfer function. An analytical determination of the dynamic response is presented and validated.

המדידה לחץ Surface בלתי עמיד באמצעות בדיקת מיקרופון מרחוק

Microphones are widely applied to measure pressure fluctuations at the walls of solid bodies immersed in turbulent flows. Turbulent motions with various ...

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy (ATOM)

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the main trend in the advanced development of flow cytometry. Notably, adding high-resolution imaging capabilities allows for the complex morphological analysis of cellular/sub-cellular structures. This is not possible with standard flow cytometers. However, it is valuable for advancing our knowledge of cellular functions and can benefit life science research, clinical diagnostics, and environmental monitoring. Incorporating imaging capabilities into flow cytometry compromises the assay throughput, primarily due to the limitations on speed and sensitivity in the camera technologies. To overcome this speed or throughput challenge facing imaging flow cytometry while preserving the image quality, asymmetric-detection time-stretch optical microscopy (ATOM) has been demonstrated to enable high-contrast, single-cell imaging with sub-cellular resolution, at an imaging throughput as high as 100,000 cells/s. Based on the imaging concept of conventional time-stretch imaging, which relies on all-optical image encoding and retrieval through the use of ultrafast broadband laser pulses, ATOM further advances imaging performance by enhancing the image contrast of unlabeled/unstained cells. This is achieved by accessing the phase-gradient information of the cells, which is spectrally encoded into single-shot broadband pulses. Hence, ATOM is particularly advantageous in high-throughput measurements of single-cell morphology and texture &#8211; information indicative of cell types, states, and even functions. Ultimately, this could become a powerful imaging flow cytometry platform for the biophysical phenotyping of cells, complementing the current state-of-the-art biochemical-marker-based cellular assay. This work describes a protocol to establish the key modules of an ATOM system (from optical frontend to data processing and visualization backend), as well as the workflow of imaging flow cytometry based on ATOM, using human cells and micro-algae as the examples.

Microfluidic Imaging Flow Cytometry by Asymmetric-detection Time-stretch Optical Microscopy ATOM

This protocol describes the implementation of an asymmetric-detection time-stretch optical microscopy system for single-cell imaging in ultrafast microfluidic flow and its applications in imaging flow cytometry.

Microfluidic דימות זרימת cytometry ידי אסימטרית איתור זמן למתוח אופטי מיקרוסקופית (ATOM)

Scaling the number of measurable parameters, which allows for multidimensional data analysis and thus higher-confidence statistical results, has been the ...

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for Cu(In,Ga)Se2 Solar Cells

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction of degradation mechanisms and prevention of module field failure can consequently decrease investment risks as well as increase the electricity yield. An improved knowledge level can for these reasons significantly decrease the total costs of PV electricity. 
In order to better understand and minimize the degradation of PV modules, the occurring degradation mechanisms and conditions should be identified. This should preferably happen under combined stresses, since modules in the field are also simultaneously exposed to multiple stress factors. Therefore, two 'Combined Stress test with in situ measurement' setups have been designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, illumination, and electrical biases as independently controlled stress factors on solar cells and minimodules. The setups also allow real-time monitoring of the electrical properties of these samples. This protocol presents these setups and describes the experimental possibilities. Moreover, results obtained with these setups are also presented: various examples about the influence of both deposition and degradation conditions on the stability of thin film Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) as well as Cu2ZnSnSe4 (CZTS) solar cells are described. Results on the temperature dependency of CIGS solar cells are also presented.

In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells

Two &#39;Combined Stress test with in situ measurement&#39; setups, which allow real-time monitoring of accelerated degradation of solar cells and modules, were designed and constructed. These setups allow the simultaneous use of humidity, temperature, electrical biases, and illumination as independently controlled stress factors. The setups and various experiments executed are presented.

בחיי עיר פיקוח על הפגיעה בביצועים מואצת של תאים סולריים מודולים: חקר מקרה של תאים סולריים2 Se Cu (ב, Ga)

The levelized cost of electricity (LCOE) of photovoltaic (PV) systems is determined by, among other factors, the PV module reliability. Better prediction ...

Fabrication of Magnetic Nanostructures on Silicon Nitride Membranes for Magnetic Vortex Studies Using Transmission Microscopy Techniques

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared on transparent membranes which are very fragile and difficult to manipulate. We present processes for the fabrication of samples with magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for Lorentz transmission electron microscopy and magnetic transmission x-ray microscopy studies. The samples are prepared on silicon nitride membranes and the fabrication consists of a spin coating, UV and electron-beam lithography, the chemical development of the resist, and the evaporation of the magnetic material followed by a lift-off process forming the final magnetic structures. The samples for the Lorentz transmission electron microscopy consist of magnetic nanodiscs prepared in a single lithography step. The samples for the magnetic x-ray transmission microscopy are used for time-resolved magnetization dynamic experiments, and magnetic nanodiscs are placed on a waveguide which is used for the generation of repeatable magnetic field pulses by passing an electric current through the waveguide. The waveguide is created in an extra lithography step.

A protocol for the fabrication of magnetic micro- and nanostructures with spin configurations forming magnetic vortices suitable for transmission electron microscopy (TEM) and magnetic transmission x-ray microscopy (MTXM) studies is presented.

ייצור של Nanostructures מגנטית על ממברנות הסיליקון ניטריד ללימודי מערבולת מגנטי באמצעות טכניקות במיקרוסקופ שידור

Electron and x-ray magnetic microscopies allow for high-resolution magnetic imaging down to tens of nanometers. However, the samples need to be prepared ...

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in Cu(In,Ga)Se2 Thin-film Solar Cells

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes normally result in very poor cell performance. Embedding or sandwiching silver nanowires using moderately conductive transparent materials, such as indium tin oxide or zinc oxide, can improve cell performance. However, the solution-processed matrix layers can cause a significant number of interfacial defects between transparent electrodes and the CdS buffer, which can eventually result in low cell performance. This manuscript describes how to fabricate robust electrical contact between a silver nanowire electrode and the underlying CdS buffer layer in a Cu(In,Ga)Se2 solar cell, enabling high cell performance using matrix-free silver nanowire transparent electrodes. The matrix-free silver nanowire electrode fabricated by our method proves that the charge-carrier collection capability of silver nanowire electrode-based cells is as good as that of standard cells with sputtered ZnO:Al/i-ZnO as long as the silver nanowires and CdS have high-quality electrical contact. The high-quality electrical contact was achieved by depositing an additional CdS layer as thin as 10 nm onto the silver nanowire surface.

Fabrication of Robust Nanoscale Contact between a Silver Nanowire Electrode and CdS Buffer Layer in CuIn,GaSe2 Thin-film Solar Cells

In this protocol, we describe the detailed experimental procedure for the fabrication of a robust nanoscale contact between a silver nanowire network and CdS buffer layer in a CIGS thin-film solar cell.

הייצור של הקשר ננו בקנה מידה חזק בין אלקטרודות כסף ננו ושכבת מאגר תקליטורים Cu (ב, Ga) Se2 דק-סרט תאים סולריים

Silver nanowire transparent electrodes have been employed as window layers for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells. Bare silver nanowire electrodes ...

Visualization of Failure and the Associated Grain-Scale Mechanical Behavior of Granular Soils under Shear using Synchrotron X-Ray Micro-Tomography

The rapid development of X-ray imaging techniques with image processing and analysis skills has enabled the acquisition of CT images of granular soils with high-spatial resolutions. Based on such CT images, grain-scale mechanical behavior such as particle kinematics (i.e., particle translations and particle rotations), strain localization and inter-particle contact evolution of granular soils can be quantitatively investigated. However, this is inaccessible using conventional experimental methods. This study demonstrates the exploration of the grain-scale mechanical behavior of a granular soil sample under triaxial compression using synchrotron X-ray micro-tomography (&#956;CT). With this method, a specially fabricated miniature loading apparatus is used to apply confining and axial stresses to the sample during the triaxial test. The apparatus is fitted into a synchrotron X-ray tomography setup so that high-spatial resolution CT images of the sample can be collected at different loading stages of the test without any disturbance to the sample. With the capability of extracting information at the macro scale (e.g., sample boundary stresses and strains from the triaxial apparatus setup) and the grain scale (e.g., grain movements and contact interactions from the CT images), this procedure provides an effective methodology to investigate the multi-scale mechanics of granular soils.

The protocol describes procedures to acquire high-spatial resolution computed tomography (CT) images of a granular soil during triaxial compression, and to apply image processing techniques to these CT images to explore the grain-scale mechanical behavior of the soil under loading.

ויזואליזציה של כישלון והתנהגות מכנית בקנה מידה מכני של קרקעות גרעיניות תחת הטיה באמצעות סינכרוטרון X-Ray מיקרו טומוגרפיה

The rapid development of X-ray imaging techniques with image processing and analysis skills has enabled the acquisition of CT images of granular soils ...

Improving the Combustion Performance of a Hybrid Rocket Engine using a Novel Fuel Grain with a Nested Helical Structure

A technique to improve the combustion performance of a hybrid rocket engine using a novel fuel grain structure is presented. This technique utilizes the different regression rates of acrylonitrile butadiene styrene and paraffin-based fuels, which increase the exchanges of both matter and energy by swirl flow and recirculation zones formed at the grooves between the adjacent vanes. The centrifugal casting technique is used to cast the paraffin-based fuel into an acrylonitrile butadiene styrene substrate made by three-dimensional printing. Using oxygen as the oxidizer, a series of tests were conducted to investigate the combustion performance of the novel fuel grain. In comparison to paraffin-based fuel grains, the fuel grain with a nested helical structure, which can be maintained throughout the combustion process, showed significant improvement in the regression rate and great potential in improvement of combustion efficiency.

A technique utilizing a solid fuel grain with a novel nested helical structure to improve the combustion performance of a hybrid rocket engine is presented.

שיפור ביצועי הבעירה של מנוע רקטות היברידי באמצעות דגן דלק חדשני עם מבנה הליקל מקוננים

A technique to improve the combustion performance of a hybrid rocket engine using a novel fuel grain structure is presented. This technique utilizes the ...

Co-localizing Kelvin Probe Force Microscopy with Other Microscopies and Spectroscopies: Selected Applications in Corrosion Characterization of Alloys

Kelvin probe force microscopy (KPFM), sometimes referred to as surface potential microscopy, is the nanoscale version of the venerable scanning Kelvin probe, both of which measure the Volta potential difference (VPD) between an oscillating probe tip and a sample surface by applying a nulling voltage equal in magnitude but opposite in sign to the tip-sample potential difference. By scanning a conductive KPFM probe over a sample surface, nanoscale variations in surface topography and potential can be mapped, identifying likely anodic and cathodic regions, as well as quantifying the inherent material driving force for galvanic corrosion.
Subsequent co-localization of KPFM Volta potential maps with advanced scanning electron microscopy (SEM) techniques, including back scattered electron (BSE) images, energy dispersive spectroscopy (EDS) elemental composition maps, and electron backscattered diffraction (EBSD) inverse pole figures can provide further insight into structure-property-performance relationships. Here, the results of several studies co-localizing KPFM with SEM on a wide variety of alloys of technological interest are presented, demonstrating the utility of combining these techniques at the nanoscale to elucidate corrosion initiation and propagation.
Important points to consider and potential pitfalls to avoid in such investigations are also highlighted: in particular, probe calibration and the potential confounding effects on the measured VPDs of the testing environment and sample surface, including ambient humidity (i.e., adsorbed water), surface reactions/oxidation, and polishing debris or other contaminants. Additionally, an example is provided of co-localizing a third technique, scanning confocal Raman microscopy, to demonstrate the general applicability and utility of the co-localization method to provide further structural insight beyond that afforded by electron microscopy-based techniques.

Kelvin probe force microscopy (KPFM) measures surface topography and differences in surface potential, while scanning electron microscopy (SEM) and associated spectroscopies can elucidate surface morphology, composition, crystallinity, and crystallographic orientation. Accordingly, the co-localization of SEM with KPFM can provide insight into the effects of nanoscale composition and surface structure on corrosion.

לוקליזציה משותפת של מיקרוסקופיית כוח הגשושית קלווין עם מיקרוסקופיות וספקטרוסקופיות אחרות: יישומים נבחרים באפיון קורוזיה של סגסוגות

Kelvin probe force microscopy (KPFM), sometimes referred to as surface potential microscopy, is the nanoscale version of the venerable scanning Kelvin ...

Application of Deep Learning-Based Medical Image Segmentation via Orbital Computed Tomography

Recently, deep learning-based segmentation models have been widely applied in the ophthalmic field. This study presents the complete process of constructing an orbital computed tomography (CT) segmentation model based on U-Net. For supervised learning, a labor-intensive and time-consuming process is required. The method of labeling with super-resolution to efficiently mask the ground truth on orbital CT images is introduced. Also, the volume of interest is cropped as part of the pre-processing of the dataset. Then, after extracting the volumes of interest of the orbital structures, the model for segmenting the key structures of the orbital CT is constructed using U-Net, with sequential 2D slices that are used as inputs and two bi-directional convolutional long-term short memories for conserving the inter-slice correlations. This study primarily focuses on the segmentation of the eyeball, optic nerve, and extraocular muscles. The evaluation of the segmentation reveals the potential application of segmentation to orbital CT images using deep learning methods.

Application of Deep Learning-Based Medical Image Segmentation via Orbital Computed Tomography

An object segmentation protocol for orbital computed tomography (CT) images is introduced. The methods of labeling the ground truth of orbital structures by using super-resolution, extracting the volume of interest from CT images, and modeling multi-label segmentation using 2D sequential U-Net for orbital CT images are explained for supervised learning.