実験は、高度な光源、ローレンス·バークレー国立研究所で化学ダイナミクスビームラインで行われ、契約番号DE-AC02-05CH11231下、米国エネルギー省の科学局、基礎エネルギー科学局によってサポートされていました化学科学部門を通じて。

1。サンプルの読み込み<ol><li>フランジバックを取り外して、装置から3/8 &quot;ステンレスノズル管を分解します（ 図1および図2を参照）、それがきれいであることを確認して、100 mmのオリフィスがクリアされている（これは、を介して光源を見ることによって行うことができますそれ）。手入れは、〜1 mlのエタノールで管を埋めると綿のヒントを使用して、内部をスクラブ。代わりに、約20分間石鹸と水またはエタノールで満たさ超音波浴にノズルを配置します。圧縮空気で乾いた。 </li><li>近くにオリフィス、ノズルの前部でサンプル250mgの約小さな、きれいなへら、場所を使用して、それをブロックしていない。ブロックされてからオリフィスを避けるための良い方法は、オリフィスの目の前に小さなアルミホイルボールやグラスウールを配置し、試料粉末を追加することです。それは管の前面25ミリメートルであることを確認するためにチューブに試料をプッシュするために綿棒を使用しています。このフロント部分には、温水を含むことになるゾーン。 </li><li>内部の試料粉末の移動を避けるために慎重に装置にノズルを取り付けます。その後鳥かごアダプタ（ 図2を参照）、ヒーターブロックと熱電対（ 図3を参照）を添付します。 </li><li>真空チャンバーを閉じる前に、22.5インチであることがノズルの先端にフランジ面からの距離を測定し、これはノズルとスキマーの間に0.5インチが可能になります。 </li><li>真空チャンバーが閉じているときは、それらがよくフィードスルーコネクタに接続していることを確認しヒーターカートリッジと熱電対の接続をテストします。 </li><li>キャリアガス入口弁が閉じていることを確認してください。 </li><li>通気弁（それが使用された場合）を閉じます。 </li><li>ゆっくり粗引きポンプ（4バルブ）を使用して、ポンプ室始め、チャンバー内の圧力が&lt;1トルであるとき、（5ポンプ）ターボ分子ポンプを起動します。 </li><li>チャンバー内の圧力が&lt;10 -6 Torrである場合には、イオン光学系に電圧を印加飛行時間質量分析計の時間、マイクロチャネルプレート検出器（後者の電圧は徐々にオンにする必要があります）の（様々な電圧については図1を参照）。 </li><li>チャンバー内の光子ビームを可能にするために、VUV​​シャッターを開きます。 </li><li>キャリアガス入口弁を開き、460に背圧レギュレータを設定する（これは真空レギュレータであり、0〜-760ト​​ルに負のスケールで測定し、460に設定さ故に時に300トールにライン内の圧力を調整します） 。 </li><li>これらの条件下では、ソースおよび質量分析計のチャンバ内の圧力は、約1×10 -6 torrからそれぞれ約1×10 -6トル、でなければなりません。 </li></ol> 2。マススペクトルの取得<ol><li>コンピュータ上で、FASTカード（型番P7889、100 PS / bin）にソフトウェアを起動し、バックグラウンドで実行してみましょう。 </li><li> &quot;一般Interface.vi&quot; *（ 図4）：LabVIEWデータ集録プログラムを開きます</li></ol><html> （*このソフトウェアおよび他のLabVIEWコードはビームラインで開発され、対応する著者から無償のために共有することが可能ですされた） <ol start="3"><li> LabVIEWソフトウェアでALSの[コントロール]タブを使用して、所望の波長に光子エネルギーを設定します。 </li><li> スケーラータブで、一緒にビニングする時間単位数（通常は32）、 範囲 （ビン数）とスイープを （ ​​質量スペクトルの数が最終的な質量スペクトルを形成するために互いの上に追加された）を設定これらの値は保存され、使用されるように、[Accept]をクリックします。 </li><li>次に、データの集録を開始するには、 データを取得します。買収が終わったときに、マススペクトルは、画面に表示されます。 </li><li> 保存ボタンをクリックすることにより、質量スペクトルを保存します。 （得られたスペクトルのX軸が100ps単位でイオンの飛行時間に相当します） </li></ol>光イオン化効率曲線（PIE）のTLE &quot;&gt; 3。取得<ol><li> LabVIEWソフトウェアのALS Scan]タブ（ 図5）を使用して 、チューニングビームラインモータの1ながら、データを取得することが可能です。このケースでは、別の光子エネルギー（シンクロトロン内部アンジュレータが所望の波長と一致するように自動的に移動します）上でチューニングするモータ&quot; モノT3のエネルギー&quot;を選択します。目的の値（EV内）に光子エネルギーを設定します。 </li><li> Startと Stop エネルギー （EVの）だけでなく、ステップ·サイズを入力します。 </li><li>スイープの数を入力しないでください - これはあなたがステップ2.4​​で入力した値によって自動的に更新されます。 </li><li>フォトダイオードで測定された光電流を読み取るためにK486からの電流を読む]をクリックします。 </li><li>次に、スキャンを開始するには[スタート]をクリックします。あなたは、データが実行の終了時に保存されるファイル名を選択する画面が表示されます。 </li><li>データファイルの詐欺の最初の列ビン番号（ビン＃）を維持·13質量単位に変換する必要があります。典型的な値は次のとおりです。質量= 0.6 + 1xE-3（ビン＃）+ 5xE-7（ビン＃）^ 2（より正確な質量校正は既知のガスの混合物、あるいは室内空気ほとんどすなわち 、O 2、Nを用いて行うことができる2とH 2 O混合物および二次多項式への彼らの到着時刻を当てはめる） </li><li>質量に変換された第1列とデータファイルを保存します。 </li><li> PIEの曲線をプロットするには、1つの簡単な方法は、スキャンデータを分析し、パイを生成するように設計されている &quot;ALSエネルギーscan.vi&quot;と呼ばれる第二LabVIEWプログラムを使用することです。 </li></ol> 4。光イオン化効率曲線（PIE）をプロット<ol><li>上で述べたように、分析は&quot;ALSエネルギーscan.vi&quot;プログラム（ 図6を参照） を使用して行うことができます、しかし、我々はまた、ここでなくても、データを分析するために必要な手順について説明します。 </li><li>プログラムを起動するときは、ファイルcontaininを選択するように求めるメッセージが表示されますグラムデータ。これは、手順3.7で保存したファイルであり、最初の列と隣の列に別の光子エネルギーでのイオンカウントで大衆が含まれています。ファイル内の1行目と2行目は、それぞれ、その列のデータの光子エネルギーと光電流を示していることに注意してください。 </li><li>上部パネルでデータの2次元プロットがある;赤い水平マーカーを移動すると、下のパネルに表示される特定の光子エネルギーで質量スペクトルを選択します。 </li><li>次のステップは、バックグラウンドシグナルを差し引くことながら、各光子エネルギーで特定の質量のイオンカウントを統合することです。下部パネルでは、2つの縦の赤いマーカーがバックグラウンド値として役立つことができるデータのない近くの地域の周りに2つの青色のマーカー間に統合することを可能にする質量ピークの周りに設定されるべきである。ソフトウェアには、右側のパネルの背景マイナス統合されたデータを提示します。 </li><li>真のPIE曲線を提示する1は、さまざまな光子束にイオン数を修正する必要がありますtはすべてのステップ。これはソフトウェアによって自動的に行われます。あなたはこの補正をスキップした場合は、トップパネルの右側に現在の補正ボタンをオフにする]をクリックします。手動でこの手順を実行することを選択した場合、光子エネルギーあたりのフォトダイオードの量子効率（フォトダイオードの製造元から入手し、それに対応する者を経由して利用可能）も考慮する必要があり、式（1）を参照してください。そうでなければ、これはすべてのソフトウェアによって自動的に行われます。 </li></ol><img alt="式（1）" fo:src="/files/ftp_upload/50164/50164eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50164/50164eq1.jpg" /><ol start="6"><li>訂正のPIE曲線を保存するには、右下隅にスペクトルを保存 ]をクリックします。 </li></ol>

<ol>
	<li>Golan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionization+of+dimethyluracil+dimers+leads+to+facile+proton+transfer+in+the+absence+of+hydrogen+bonds.">Ionization of dimethyluracil dimers leads to facile proton transfer in the absence of hydrogen bonds.</a> Nat. Chem. 4, 323-329 (2012).</li><li>Belau, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vacuum-Ultraviolet+Photoionization+Studies+of+the+Microhydration+of+DNA+Bases+(Guanine,+Cytosine,+Adenine,+and+Thymine).">Vacuum-Ultraviolet Photoionization Studies of the Microhydration of DNA Bases (Guanine, Cytosine, Adenine, and Thymine).</a> The Journal of Physical Chemistry A. 111, 7562-7568 (2007).</li><li>Golan, A., Ahmed, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionization+of+Water+Clusters+Mediated+by+Exciton+Energy+Transfer+from+Argon+Clusters.">Ionization of Water Clusters Mediated by Exciton Energy Transfer from Argon Clusters.</a> The Journal of Physical Chemistry Letters. 3, 458-462 (2012).</li><li>Nicolas, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vacuum+Ultraviolet+Photoionization+of+C3.">Vacuum Ultraviolet Photoionization of C3.</a> Journal of the American Chemical Society. 128, 220-226 (2005).</li><li>Kamarchik, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spectroscopic+signatures+of+proton+transfer+dynamics+in+the+water+dimer+cation.">Spectroscopic signatures of proton transfer dynamics in the water dimer cation.</a> Journal of Chemical Physics. 132, (2010).</li><li>Khistyaev, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+microhydration+on+ionization+energies+of+thymine.">The effect of microhydration on ionization energies of thymine.</a> Faraday Discussions. 150, 313-330 (2011).</li><li>Bravaya, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+pi-stacking,+H-bonding,+and+electrostatic+interactions+on+the+ionization+energies+of+nucleic+acid+bases:+adenine-adenine,+thymine-thymine+and+adenine-thymine+dimers.">The effect of pi-stacking, H-bonding, and electrostatic interactions on the ionization energies of nucleic acid bases: adenine-adenine, thymine-thymine and adenine-thymine dimers.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 2292-2307 (2010).</li><li>Kostko, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionization+of+cytosine+monomer+and+dimer+studied+by+VUV+photoionization+and+electronic+structure+calculations.">Ionization of cytosine monomer and dimer studied by VUV photoionization and electronic structure calculations.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 2860-2872 (2010).</li><li>Bravaya, K. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+Structure+and+Spectroscopy+of+Nucleic+Acid+Bases:+Ionization+Energies,+Ionization-Induced+Structural+Changes,+and+Photoelectron+Spectra.">Electronic Structure and Spectroscopy of Nucleic Acid Bases: Ionization Energies, Ionization-Induced Structural Changes, and Photoelectron Spectra.</a> Journal of Physical Chemistry A. 114, 12305-12317 (2010).</li><li>Leone, S. R., Ahmed, M., Wilson, K. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+dynamics,+molecular+energetics,+and+kinetics+at+the+synchrotron.">Chemical dynamics, molecular energetics, and kinetics at the synchrotron.</a> Physical Chemistry Chemical Physics. 12, 6564-6578 (2010).</li><li>Scoles, G., Bassi, D., Buck, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Atomic and Molecular Beam Methods. 1, (1988).</li><li>Pauly, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Atom, Molecule and Cluster Beams I. , (2000).</li><li>Wiley, W. C., McLaren, I. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time-of-Flight+Mass+Spectrometer+with+Improved+Resolution.">Time-of-Flight Mass Spectrometer with Improved Resolution.</a> Review of Scientific Instruments. 26, 1150-1157 (1955).</li><li>Levy, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Spectroscopy+of+Very+Cold+Gases.">The Spectroscopy of Very Cold Gases.</a> Science. 214, 263-269 (1981).</li></ol>

単量体と二量体は、分子線を生じさせる超音速ジェットの拡張に生成されます。 DNA塩基の小サンプルを熱蒸発源に配置し、十分な蒸気圧を発生させるために加熱される。アルゴンガスは、100μmの開口部を通って蒸気を運び、冷たい分子線14を生成するために2mmのスキマーを渡します。試料は、質量分析計のリペラプレート（イオン光学系）に取り付けられて、加熱されたオーブン内?...

<table border="1"&gt;<tr&gt;<td<strong試薬/素材の&gt;名前</strong</td&gt;<td<strong&gt;会社概要</strong</td&gt;<td<strong&gt;カタログ番号</strong</td&gt;<td<strong&gt;コメント</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt;ウラシル</td&gt;<td&gt;シグマ</td&gt;<td&gt; U0750</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; 1,3 - Dimethyluracil</td&gt;<td&gt;アルドリッチ</td&gt;<td&gt; 349801</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;</table

molecular beam mass spectrometry with tunable vacuum ultraviolet (vuv) synchrotron radiation

質量分析に結合された調整可能なソフトなイオンは孤立分子、複合体およびクラスタとその分光とダイナミクス1-4を調査するための強力な方法です。生体分子の光イオン化過程の基礎的研究は、これらのシステムの電子構造に関する情報を提供します。さらに、気相中でイオン化エネルギーと生体分子の他の特性の決定は簡単ではありません、そして、これらの実験は、これらのデータを生成するためのプラットフォームを提供します。我々は、気相中にこれらの種を輸送するために穏やかな方法を提供しています超音速分子ビームと相まって熱蒸発法を開発した。原料ガスと温度の賢明な組み合わせは、二量体とDNA塩基の高いクラスターの形成を可能にします。この特定の仕事の焦点は、イオン化エネルギーで、非共有結合性相互作用、 すなわち 、水素結合、スタッキング、静電相互作用の影響にあり、個々の生体分子、その複合体、水1、5月9日が合意マイクロ水和プロトン移動。 我々は、高度な光源と実験の詳細にある化学ダイナミクスビームライン10で放射光と相まって気相ウ ​​ラシルおよび分子ビームを用いた1,3 - dimethyluracilダイマーの光イオン化ダイナミクスの実験的·理論的特性評価を行ったここに視覚化されます。これは、私たちは1,3 - dimethyluracilダイマーにおけるプロトン移動、πスタッキングジオメトリを持つとない水素結合が1のシステムを観察することができました。分子ビームはお返しに電子構造計算11,12との正確な比較を可能にする環境変動から関心のあるサンプルを単離するために非常に便利で効率的な方法を提供します。シンクロトロンからの光子エネルギーを調整することによって、光イオン化効率（PIE）の曲線は、カチオン性についての私達に知らせるプロットすることができます電子状態。これらの値は、理論モデルや計算に比べて、順番に、詳細に調べ種1、3の電子構造とダイナミクスを説明することができます。

図7は、1,3 - dimethyluracil蒸気（）と3つの主な機能（のPIE曲線のm / z 140は、m / z 141でプロトン化された単量体、および、1で単量体の超音速膨張の典型的な質量スペクトルを示すのm / z 280）で,3-dimethyluracilダイマーとして8 eVと10 eVの（B）の間のVUVスキャンから抽出された。灰色の影が3回連続してスキャンからの標準偏差である。 <img a...

Watch this Scientific Journal Video about Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation at JoVE.com

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation

シンクロトロンで調整可能な真空紫外光イオン化質量分析装置に結合された分子線は孤立気相分子·クラスターの電子構造を探索するのに便利なツールを提供します。 DNA塩基二量体のプロトン移動機構は、この技術を用いて解明した。

波長可変真空紫外（VUV）放射光を用いた分子線質量分析

Tunable soft ionization coupled to mass spectroscopy is a powerful method to investigate isolated molecules, complexes and clusters and their spectroscopy ...

molecular-beam-mass-spectrometry-with-tunable-vacuum-ultraviolet-vuv

Research

JoVE Journal

Engineering

Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet (VUV) Synchrotron Radiation

12.9K ビュー.  Lawrence Berkeley National Laboratory. シンクロトロンで調整可能な真空紫外光イオン化質量分析装置に結合された分子線は孤立気相分子·クラスターの電子構造を探索するのに便利なツールを提供します。 DNA塩基二量体のプロトン移動機構は、この技術を用いて解明した。

ビデオ: Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation

Characterization of Electrode Materials for Lithium Ion and Sodium Ion Batteries Using Synchrotron Radiation Techniques

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. During insertion or removal of alkali metal ions, the redox states of transition metals in the compounds change and structural transformations such as phase transitions and/or lattice parameter increases or decreases occur. These behaviors in turn determine important characteristics of the batteries such as the potential profiles, rate capabilities, and cycle lives. The extremely bright and tunable x-rays produced by synchrotron radiation allow rapid acquisition of high-resolution data that provide information about these processes. Transformations in the bulk materials, such as phase transitions, can be directly observed using X-ray diffraction (XRD), while X-ray absorption spectroscopy (XAS) gives information about the local electronic and geometric structures (e.g.&#160;changes in redox states and bond lengths). In situ experiments carried out on operating cells are particularly useful because they allow direct correlation between the electrochemical and structural properties of the materials. These experiments are time-consuming and can be challenging to design due to the reactivity and air-sensitivity of the alkali metal anodes used in the half-cell configurations, and/or the possibility of signal interference from other cell components and hardware. For these reasons, it is appropriate to carry out ex situ experiments (e.g.&#160;on electrodes harvested from partially charged or cycled cells) in some cases. Here, we present detailed protocols for the preparation of both ex situ and in situ samples for experiments involving synchrotron radiation and demonstrate how these experiments are done.

We describe the use of synchrotron X-ray absorption spectroscopy (XAS) and X-ray diffraction (XRD) techniques to probe details of intercalation/deintercalation processes in electrode materials for Li-ion and Na-ion batteries. Both in situ and ex situ experiments are used to understand structural behavior relevant to the operation of devices

放射光技術を用いたリチウムイオンとナトリウムイオン電池用電極材料のキャラクタリゼーション

Intercalation compounds such as transition metal oxides or phosphates are the most commonly used electrode materials in Li-ion and Na-ion batteries. ...

工学

Fabrication of Gate-tunable Graphene Devices for Scanning Tunneling Microscopy Studies with Coulomb Impurities

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees of freedom to control electronic devices. In particular, the behavior of graphene&#8217;s charge carriers in response to potentials from charged Coulomb impurities is predicted to differ significantly from that of most materials. Scanning tunneling microscopy (STM) and scanning tunneling spectroscopy (STS) can provide detailed information on both the spatial and energy dependence of graphene&#39;s electronic structure in the presence of a charged impurity.&#160;The design of a hybrid impurity-graphene device, fabricated using controlled deposition of impurities onto a back-gated graphene surface, has enabled several novel methods for controllably tuning graphene&#8217;s electronic properties.1-8 Electrostatic gating enables control of the charge carrier density in graphene and the ability to reversibly tune the charge2 and/or molecular5 states of an impurity. This paper outlines the process of fabricating a gate-tunable graphene device decorated with individual Coulomb impurities for combined STM/STS studies.2-5 These studies provide valuable insights into the underlying physics, as well as signposts for designing hybrid graphene devices.

This paper details the fabrication process of a gate-tunable graphene device, decorated with Coulomb impurities for scanning tunneling microscopy studies. Mapping the spatially dependent electronic structure of graphene in the presence of charged impurities unveils the unique behavior of its relativistic charge carriers in response to a local Coulomb potential.

クーロン不純物を走査トンネル顕微鏡研究のためのゲート - 調整可能なグラフェンデバイスの作製

Owing to its relativistic low-energy charge carriers, the interaction between graphene and various impurities leads to a wealth of new physics and degrees ...

Failure Analysis of Batteries Using Synchrotron-based Hard X-ray Microtomography

Imaging morphological changes that occur during the lifetime of rechargeable batteries is necessary to understand how these devices fail. Since the advent of lithium-ion batteries, researchers have known that the lithium metal anode has the highest theoretical energy density of any anode material. However, rechargeable batteries containing a lithium metal anode are not widely used in consumer products because the growth of lithium dendrites from the anode upon charging of the battery causes premature cell failure by short circuit. Lithium dendrites can also form in commercial lithium-ion batteries with graphite anodes if they are improperly charged. We demonstrate that lithium dendrite growth can be studied using synchrotron-based hard X-ray microtomography. This non-destructive imaging technique allows researchers to study the growth of lithium dendrites, in addition to other morphological changes inside batteries, and subsequently develop methods to extend battery life.

Synchrotron-based hard X-ray microtomography is used to image the electrochemical growth of dendrites from a lithium metal electrode through a solid polymer electrolyte membrane.

シンクロトロンベースのハードX線マイクロトモグラフィーを用いて電池の故障解析

Imaging morphological changes that occur during the lifetime of rechargeable batteries is necessary to understand how these devices fail. Since the advent ...

Speciation and Bioavailability Measurements of Environmental Plutonium Using Diffusion in Thin Films

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can potentially contribute to the exposure of biota and humans. The diffusive gradients in thin films technique is introduced here for in-situ measurements of Pu bioavailability and speciation. A diffusion cell constructed for laboratory experiments with Pu and the newly developed protocol make it possible to simulate the environmental behavior of Pu in model solutions of various chemical compositions. Adjustment of the oxidation states to Pu(IV) and Pu(V) described in this protocol is essential in order to investigate the complex redox chemistry of plutonium in the environment. The calibration of this technique and the results obtained in the laboratory experiments enable to develop a specific DGT device for in-situ Pu measurements in freshwaters. Accelerator-based mass-spectrometry measurements of Pu accumulated by DGTs in a karst spring allowed determining the bioavailability of Pu in a mineral freshwater environment. Application of this protocol for Pu measurements using DGT devices has a large potential to improve our understanding of the speciation and the biological transfer of Pu in aquatic ecosystems.

The technique of diffusive gradients in thin films (DGT) is proposed for speciation studies of plutonium. This protocol describes diffusion experiments probing the behavior of Pu(IV) and Pu(V) in presence of organic matter. DGTs deployed in a karstic spring allow assessment of the bioavailability of Pu.

薄膜における拡散を用いた環境プルトニウムのスペシエーションと生物学的利用能の測定

The biological uptake of plutonium (Pu) in aquatic ecosystems is of particular concern since it is an alpha-particle emitter with long half-life which can ...

Using Synchrotron Radiation Microtomography to Investigate Multi-scale Three-dimensional Microelectronic Packages

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data acquisition times with high spatial resolution. In the electronics industry there is serious interest in performing failure analysis on 3D microelectronic packages, many which contain multiple levels of high-density interconnections. Often in tomography there is a trade-off between image resolution and the volume of a sample that can be imaged. This inverse relationship limits the usefulness of conventional computed tomography (CT) systems since a microelectronic package is often large in cross sectional area 100-3,600 mm2, but has important features on the micron scale. The micro-tomography beamline at the Advanced Light Source (ALS), in Berkeley, CA USA, has a setup which is adaptable and can be tailored to a sample&#39;s properties, i.e., density, thickness, etc., with a maximum allowable cross-section of 36 x 36 mm. This setup also has the option of being either monochromatic in the energy range ~7-43 keV or operating with maximum flux in white light mode using a polychromatic beam. Presented here are details of the experimental steps taken to image an entire 16 x 16 mm system within a package, in order to obtain 3D images of the system with a spatial resolution of 8.7 &#181;m all within a scan time of less than 3 min. Also shown are results from packages scanned in different orientations and a sectioned package for higher resolution imaging. In contrast a conventional CT system would take hours to record data with potentially poorer resolution. Indeed, the ratio of field-of-view to throughput time is much higher when using the synchrotron radiation tomography setup. The description below of the experimental setup can be implemented and adapted for use with many other multi-materials.

For this study synchrotron radiation micro-tomography, a non-destructive three-dimensional imaging technique, is employed to investigate an entire microelectronic package with a cross-sectional area of 16 x 16 mm. Due to the synchrotron&#39;s high flux and brightness the sample was imaged in just 3 min&#160;with an 8.7 &#181;m spatial resolution.

マルチスケール三次元マイクロエレクト​​ロニクスパッケージを調査するために放射光マイクロトモグラフィーを用いて、

Synchrotron radiation micro-tomography (SR&#181;T) is a non-destructive three-dimensional (3D) imaging technique that offers high flux for fast data ...

Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy of N-polar InAlN-barrier High-electron-mobility Transistors

Plasma-assisted molecular beam epitaxy is well suited for the epitaxial growth of III-nitride thin films and heterostructures with smooth, abrupt interfaces required for high-quality high-electron-mobility transistors (HEMTs). A procedure is presented for the growth of N-polar InAlN HEMTs, including wafer preparation and growth of buffer layers, the InAlN barrier layer, AlN and GaN interlayers and the GaN channel. Critical issues at each step of the process are identified, such as avoiding Ga accumulation in the GaN buffer, the role of temperature on InAlN compositional homogeneity, and the use of Ga flux during the AlN interlayer and the interrupt prior to GaN channel growth. Compositionally homogeneous N-polar InAlN thin films are demonstrated with surface root-mean-squared roughness as low as 0.19 nm and InAlN-based HEMT structures are reported having mobility as high as 1,750 cm2/V&#8729;sec for devices with a sheet charge density of 1.7 x 1013 cm-2.

Molecular beam epitaxy is used to grow N-polar InAlN-barrier high-electron-mobility transistors (HEMTs). Control of the wafer preparation, layer growth conditions and epitaxial structure results in smooth, compositionally homogeneous InAlN layers and HEMTs with mobility as high as 1,750 cm2/V&#8729;sec.

N極性のInAlNバリア高電子移動度トランジスタのプラズマ支援分子線エピタキシ

Plasma-assisted molecular beam epitaxy is well suited for the epitaxial growth of III-nitride thin films and heterostructures with smooth, abrupt ...

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of lithium-ion (Li-ion) batteries. However, a number of setbacks prevent their integration into commercial devices. The main limiting factor is due to nanoscale phenomena occurring at the electrode/electrolyte interfaces, ultimately leading to degradation of battery operation. These key problems are highly challenging to observe and characterize as these batteries contain multiple buried interfaces. One approach for direct observation of interfacial phenomena in thin film batteries is through the fabrication of electrochemically active nanobatteries by a focused ion beam (FIB). As such, a reliable technique to fabricate nanobatteries was developed and demonstrated in recent work. Herein, a detailed protocol with a step-by-step process is presented to enable the reproduction of this nanobattery fabrication process. In particular, this technique was applied to a thin film battery consisting of LiCoO2/LiPON/a-Si, and has further been previously demonstrated by in situ cycling within a transmission electron microscope.

Focused Ion Beam Fabrication of LiPON-based Solid-state Lithium-ion Nanobatteries for In Situ Testing

A protocol for the fabrication of electrochemically active LiPON-based solid-state lithium-ion nanobatteries using a focused ion beam is presented.

その場でテスト用 LiPON ベース固体リチウム イオン Nanobatteries の集束イオンビーム ビーム加工

Solid-state electrolytes are a promising replacement for current organic liquid electrolytes, enabling higher energy densities and improved safety of ...

Production and Characterization of Vacuum Deposited Organic Light Emitting Diodes

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex donor-acceptor emitters is presented. With a step-by-step procedure, readers will be able to repeat and produce OLED devices based on simple organic emitters. A patterning procedure allowing the creation of personalized indium tin oxide (ITO) shape is shown. This is followed by the evaporation of all layers, encapsulation and characterization of each individual device. The end goal is to present a procedure that will give the opportunity to repeat the information presented in cited publication but also using different compounds and structures in order to prepare efficient OLEDs.

A protocol for the production of simple structured organic light-emitting diodes (OLEDs) is presented.

真空の作製と解析堆積有機発光ダイオード

A method for producing simple and efficient thermally-activated delayed fluorescence organic light-emitting diodes (OLEDs) based on guest-host or exciplex ...

Fabrication of Schottky Diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure Grown by Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device applications. Zinc oxide (ZnO), a semiconductor with a wide bandgap (3.4 eV) and high electron saturation velocity has gained a great deal of attention as an attractive material for high speed devices. Efficient gate modulation, however, requires high-quality Schottky contacts on the barrier layer. In this article, we present our Schottky diode fabrication procedure on Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostructure with high density 2DEG which is achieved through strain modulation and incorporation of a few percent Be into the MgZnO-based barrier during growth by molecular beam epitaxy (MBE). To achieve high crystalline quality, nearly lattice-matched high-resistivity GaN templates grown by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) are used as the substrate for the subsequent MBE growth of the oxide layers. To obtain the requisite Zn-polarity, careful surface treatment of GaN templates and control over the VI/II ratio during the growth of low temperature ZnO nucleation layer are utilized. Ti/Au electrodes serve as Ohmic contacts, and Ag electrodes deposited on the O2 plasma pretreated BeMgZnO surface are used for Schottky contacts.

Attainment of high-quality Schottky contacts is imperative for achieving efficient gate modulation in heterostructure field effect transistors (HFETs). We present the fabrication methodology and characteristics of Schottky diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostructures with high-density two dimensional electron gas (2DEG), grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy on GaN templates.

プラズマ援用分子線エピタキシー法により成長した Zn 極性 ZnO/BeMgZnO へテロ構造をショットキー ダイオードの作製

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device ...

Quantitative Analysis by Thermogravimetry-Mass Spectrum Analysis for Reactions with Evolved Gases

During energy conversion, material production, and metallurgy processes, reactions often have the features of unsteadiness, multistep, and multi-intermediates. Thermogravimetry-mass spectrum (TG-MS) is seen as a powerful tool to study reaction features. However, reaction details and reaction mechanics have not been effectively obtained directly from the ion current of TG-MS. Here, we provide a method of an equivalent characteristic spectrum analysis (ECSA) for analyzing the mass spectrum and giving the mass flow rate of reaction gases as precise as possible. The ECSA can effectively separate overlapping ion peaks and then eliminate the mass discrimination and temperature-dependent effect. Two example experiments are presented: (1) the decomposition of CaCO3 with evolved gas of CO2 and the decomposition of hydromagnesite with evolved gas of CO2 and H2O, to evaluate the ECSA on single-component system measurement and (2) the thermal pyrolysis of Zhundong coal with evolved gases of inorganic gases CO, H2, and CO2, and organic gases C2H4, C2H6, C3H8, C6H14, etc., to evaluate the ECSA on multi-component system measurement. Based on the successful calibration of the characteristic spectrum and relative sensitivity of specific gas and the ECSA on mass spectrum, we demonstrate that the ECSA accurately gives the mass flow rates of each evolved gas, including organic or inorganic gases, for not only single but multi-component reactions, which cannot be implemented by the traditional measurements.

Precise determination of the evolved gases&#39; flow rate is key to study the details of reactions. We provide a novel quantitative analysis method of equivalent characteristic spectrum analysis for thermogravimetry-mass spectrum analysis by establishing the calibration system of the characteristic spectrum and relative sensitivity, for obtaining the flow rate.

波長可変真空紫外（VUV）放射光を用いた分子線質量分析

要約

さらに動画を探す

この動画の章

放射光技術を用いたリチウムイオンとナトリウムイオン電池用電極材料のキャラクタリゼーション

クーロン不純物を走査トンネル顕微鏡研究のためのゲート - 調整可能なグラフェンデバイスの作製

シンクロトロンベースのハードX線マイクロトモグラフィーを用いて電池の故障解析

薄膜における拡散を用いた環境プルトニウムのスペシエーションと生物学的利用能の測定

マルチスケール三次元マイクロエレクトロニクスパッケージを調査するために放射光マイクロトモグラフィーを用いて、

N極性のInAlNバリア高電子移動度トランジスタのプラズマ支援分子線エピタキシ

その場でテスト用 LiPON ベース固体リチウムイオン Nanobatteries の集束イオンビームビーム加工

真空の作製と解析堆積有機発光ダイオード

プラズマ援用分子線エピタキシー法により成長した Zn 極性 ZnO/BeMgZnO へテロ構造をショットキーダイオードの作製

ガス発生反応の熱重量測定-質量スペクトル解析による定量的解析

波長可変真空紫外（VUV）放射光を用いた分子線質量分析

要約

さらに動画を探す

この動画の章

放射光技術を用いたリチウムイオンとナトリウムイオン電池用電極材料のキャラクタリゼーション

クーロン不純物を走査トンネル顕微鏡研究のためのゲート - 調整可能なグラフェンデバイスの作製

シンクロトロンベースのハードX線マイクロトモグラフィーを用いて電池の故障解析

薄膜における拡散を用いた環境プルトニウムのスペシエーションと生物学的利用能の測定

マルチスケール三次元マイクロエレクト​​ロニクスパッケージを調査するために放射光マイクロトモグラフィーを用いて、

N極性のInAlNバリア高電子移動度トランジスタのプラズマ支援分子線エピタキシ

その場でテスト用 LiPON ベース固体リチウム イオン Nanobatteries の集束イオンビーム ビーム加工

真空の作製と解析堆積有機発光ダイオード

プラズマ援用分子線エピタキシー法により成長した Zn 極性 ZnO/BeMgZnO へテロ構造をショットキー ダイオードの作製

ガス発生反応の熱重量測定-質量スペクトル解析による定量的解析

マルチスケール三次元マイクロエレクトロニクスパッケージを調査するために放射光マイクロトモグラフィーを用いて、

その場でテスト用 LiPON ベース固体リチウムイオン Nanobatteries の集束イオンビームビーム加工

プラズマ援用分子線エピタキシー法により成長した Zn 極性 ZnO/BeMgZnO へテロ構造をショットキーダイオードの作製