실험은 고급 라이트 소스, 로렌스 버클리 국립 연구소에서 화학 역학 빔라인에서 수행 및 계약 번호 DE-AC02-05CH11231에 따라 에너지의 미국학과의 과학 사무실, 기본 에너지 과학 사무소에 의해 지원되었다 화학 과학 부문을 통해.

1. 샘플 로딩 <ol><li> 다시 플랜지를 제거하고 장치에서 3 / 8 &quot;스테인리스 노즐 튜브를 분해 (그림 1 및 그림 2 참조)하고 깨끗하고 100 밀리미터 테 (이 작업은 통해 광원보고하여이 작업을 수행 할 수 있습니다 명확한 지 확인 그). 청소를 들어, ~ 1 ML 에탄올로 관을 입력면 팁을 사용하여 내부를 씻어. 또한, 약 20 분 동안 비누와 물 또는 에탄올로 가득 초음파 욕조에 노즐을 배치합니다. 압축 공기로 다음 건조합니다. </li><li> 가까운 구멍으로, 노즐의 앞 부분에서 샘플을 250 밀리그램에 대한 작은 깨끗한 주걱, 장소를 사용하고 있지만 그것을 차단하지. 차단하기에서 구멍을 방지하는 좋은 방법은 구멍 앞에 작은 알루미늄 호일 볼이나 글라스 울을 배치 한 다음 샘플 가루를 추가하는 것입니다. 이 튜브의 전면 25mm에 보장하기 위해 튜브에 샘플을 밀어면 팁을 사용하십시오. 이 프런트 부분은 온수를 구성하는 것영역. </li><li> 내부 샘플 가루를 이동하지 않도록 조심스럽게 장치에 노즐을 다시 첨부. 그런 다음 새장 어댑터 (그림 2 참조), 히터 블록 및 열전대를 (그림 3 참조) 첨부합니다. </li><li> 진공 챔버를 닫기 전에, 플랜지 표면에서 22.5 인치 될 수있는 노즐​​의 팁까지의 거리를 측정,이 노즐과 챙이 넓고 꼭대기가 납작한 밀집 모자 사이 0.5 인치가 허용됩니다. </li><li> 진공 챔버를 닫을 때, 그들은 잘 피드 스루 커넥터에 연결되어 있는지 확인하기 위해 히터 카트리지 및 열전대 연결을 테스트합니다. </li><li> 캐리어 가스 유입 밸브가 닫혀 있는지 확인하십시오. </li><li> 환기 밸브를 (사용 된 경우) 닫습니다. </li><li> 천천히 거친 펌프 (4 밸브)를 사용하여 챔버를 펌핑 시작하고, 챔버의 압력이 &lt;1 토르 때, (5 펌프) turbomolecular 펌프를 시작합니다. </li><li> 챔버의 압력이 &lt;10 -6 토르되면, 이온 광학에 전압을 적용비행 질량 분석계 및 마이크로 채널 판 검출기 (후자의 전압이 점차 설정되어야 함) (각종 전압 그림 1 참조)의 시간. </li><li> 챔버에서 광 자력 빔을 허용하도록 VUV 셔터를 엽니 다. </li><li> 캐리어 가스 유입 밸브를 열고 (이 따라서 460으로 설정하면 300 토르로 줄의 압력을 조절되며, 0에서 -760 토르에 부정적인 규모 측정, 진공 레귤레이터입니다) 460으로 배경 압력 조절기를 설정 . </li><li> 이러한 조건에서 소스와 질량 분석기 챔버의 압력은 ~ 1이어야 × 10 -6 각각 토르와 ~ 1 × 10 -6 토르. </li></ol> 2. 질량 스펙트럼의 취득 <ol><li> 컴퓨터에 FAST 카드 (모델 번호 P7889, 100 PS / 빈) 소프트웨어를 시작하고 백그라운드에서 실행할 수 있습니다. </li><li> &quot;일반 Interface.vi&quot;* (그림 4) : Labview 데이터 수집 프로그램을 엽니 다 </li></ol><html> (* 본 소프트웨어와 다른 Labview 코드가 빔라인에서 개발하고 해당 작가로부터 비용을 공유 할 수 있습니다되었습니다) <ol start="3"><li> Labview 소프트웨어에서 ALS 제어 탭을 사용하여 원하는 파장으로 광자 에너지를 설정합니다. </li><li> 스케일러 탭에서 (일반적으로 32) 함께 binned 할 시간 단위의 수, 범위 (용기의 수)와 스윕 (대량 스펙트럼의 수는 최종 질량 스펙트럼을 형성하기 위해 서로의 상단에 추가) 다음을 설정 이 값이 저장되고 사용됩니다 있도록 허용을 클릭합니다. </li><li> 다음으로 데이터 수집을 시작하려면 데이터 가져 오기를 누릅니다. 인수가 끝나면 질량 스펙트럼이 화면에 나타납니다. </li><li> 저장 버튼을 클릭하여 질량 스펙트럼을 저장합니다. (얻은 스펙트럼의 X-축 100 PS 단위로 이온 비행 시간에 해당) </li></ol>Photoionization 효율 곡선 (PIE)의 tle &quot;&gt; 3. 취득 <ol><li> ALS 스캔 탭을 사용하면 (그림 5) Labview 소프트웨어에서, 그것은 데이터를 수집 할 수 있습니다 튜닝 빔라인 모터 중 하나를하는 동안. 이 경우, 다른 광자 에너지 (싱크로트론 내부 undulator 원하는 파장과 일치하도록 자동으로 이동합니다)를 통해 조정 모터 &quot;모노 T3 에너지&quot;를 선택합니다. 원하는 값 (EV)로 광자 에너지를 설정합니다. </li><li> 시작 및 중지 에너지 (EV)를뿐만 아니라 단계 크기를 입력합니다. </li><li> 스윕의 수를 입력하지 마십시오 -이는 단계 2.4에서 입력 한 값에 의해 자동으로 업데이트됩니다. </li><li> 포토 다이오드에 의해 측정 된 photocurrent를 읽을 수 K486의 현재 읽기를 클릭합니다. </li><li> 다음 스캔을 시작하려면 시작을 클릭합니다. 당신은 데이터가 실행의 끝 부분에 저장됩니다 파일 이름을 선택하라는 메시지가 표시됩니다. </li><li> 데이터 파일 사기꾼의 첫 번째 열에빈 번호 (빈 #)를 주석 박 13 질량 단위로 변환해야합니다. 일반적인 값은 다음과 같습니다 질량 = 0.6 + 1xE-3 (빈 #) + 5xE-7 (빈 #) ^ 2 (A보다 정확한 질량 측정이 알려진 가스의 혼합 또는 방 공기 대부분 즉, O 2, N을 사용하여 수행 할 수 있습니다 2 H 2 O 혼합하고 두 번째 주문 다항식에 도착 시간에 맞는) </li><li> 질량으로 변환 된 첫 번째 열에있는 데이터 파일을 저장합니다. </li><li> PIE 곡선의 주술 하나 쉬운 방법은 스캔 데이터를 분석하고 파이를 생산하도록 설계되었습니다 &quot;ALS 에너지 scan.vi&quot;라는 두 번째 Labview 프로그램을 사용하는 것입니다. </li></ol> 4. Photoionization 효율 곡선 (PIE)를 음모 <ol><li> 위에서 언급으로, 분석은 &quot;ALS 에너지 scan.vi&quot;프로그램을 (그림 6 참조)를 사용하여 수행 할 수 있습니다, 그러나 우리는 또한 여기에없는 데이터를 분석하는 데 필요한 단계를 설명합니다. </li><li> 프로그램을 시작할 때 당신은 파일 containin을 선택하라는 메시지가 표시됩니다g 데이터입니다. 이렇게하면 단계 3.7에서 저장하고 다음 항목에 다른 광자 에너지의 첫 번째 열에 이온 카운트으로 질량을 포함하는 파일입니다. 파일의 첫 번째와 두 번째 행이 열에서 데이터의 광자 에너지와 photocurrent, 각각을 표시합니다. </li><li> 상단 패널에서 데이터의 2D 플롯이있다, 붉은 수평 마커를 이동하면 하단 패널에 표시 할 특정 광자 에너지의 대량 스펙트럼을 선택합니다. </li><li> 다음 단계는 배경 신호를 빼는 동안 각 광자 에너지에 특정 질량의 이온 수를 통합하는 것입니다. 하단 패널에서 두 개의 수직 빨간색 아이콘은 통합 할 대량 피크 주변에 설정해야합니다 배경 값으로 제공 할 수없는 데이터가 포함 된 인근 지역 주변에 두 개의 파란색 아이콘 동안. 이 소프트웨어는 오른쪽에있는 패널의 배경 마이너스 통합 데이터를 제공합니다. </li><li> 진정한 PIE 곡선을 제시 하나는 다양한 광자 플럭스에을 (를) 이온 수를 수정해야합니다t는 모든 단계. 이 문제는 소프트웨어에 의해 자동으로 이루어집니다. 이 수정을 건너하도록 선택하면, 상단 패널의 오른쪽에있는 현재 수정 버튼을 해제합니다. 수동으로이 단계를 수행하기로 선택한 경우, 광자 에너지 당 포토 다이오드의 양자 효율 (광 다이오드 제조업체에서 얻은 및 해당 저자를 통해 가능)뿐만 아니라 고려되어야, 방정식 1을 참조하십시오. 그렇지 않으면, 이것은 모든 소프트웨어에 의해 자동으로 이루어집니다. </li></ol><img alt="수식 1" fo:src="/files/ftp_upload/50164/50164eq1highres.jpg" src="/files/ftp_upload/50164/50164eq1.jpg" /><ol start="6"><li> 수정 PIE 곡선을 저장 오른쪽 하단 모서리에있는 스펙트럼을 저장을 클릭합니다. </li></ol>

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	<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. 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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>

단량체 및 dimers는 분자 빔에 상승을 제공 초음속 제트 확장에 생성됩니다. DNA 기반의 작은 샘플을 열 기화 소스에 배치하고 충분한 증기 압력을 생성하기 위해 가열된다. 아르곤 가스는 100 μm의 구멍을 통해 증기를 들고 차가운 분자 빔 14 생산 2 밀리미터 챙이 넓고 꼭대기가 납작한 밀집 모자를 전달합니다. 샘플은 질량 분석계의 repeller 판 (이온 광학)에 첨부 된 온수 오븐에 배치되는 또?...

<table border="1"&gt;<tr&gt;<td<strong시약 / 재료의&gt; 이름</strong</td&gt;<td<strong&gt; 회사 소개</strong</td&gt;<td<strong&gt; 카탈로그 번호</strong</td&gt;<td<strong&gt; 코멘트</strong</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; Uracil</td&gt;<td&gt; 시그마</td&gt;<td&gt; U0750</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;<tr&gt;<td&gt; 1,3 - Dimethyluracil</td&gt;<td&gt; 올드리치</td&gt;<td&gt; 349801</td&gt;<td</td&gt;</tr&gt;</table

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

질량 분광 분석법에 커플 링 조정할 소프트 이온화는 고립 된 분자, 단지 및 클러스터 및 분광과 역학 1-4 조사 할 수있는 강력한 방법입니다. 분자의 photoionization 프로세스의 기본 연구는 이러한 시스템의 전자 구조에 대한 정보를 제공합니다. 또한 이온화 에너지와 가스 단계에서 분자의 다른 속성의 결정은 사소한 없으며, 이러한 실험이 데이터를 생성 할 수있는 플랫폼을 제공합니다. 우리는 가스 단계로이 종을 운송 할 수있는 부드러운 방법을 제공 초음속 분자 빔와 결합 열 기화 기술을 개발했습니다. 소스 가스와 온도의 사려 분별이있는 조합은 dimers과 DNA 기지의 높은 클러스터 형성 할 수 있습니다. 특정 작품의 초점은 이온화 에너지에 비 공유 결합 상호 작용, 즉 수소 결합, 스태킹 및 정전기 상호 작용의 영향에 있고개별 분자들은 단지 물과 1, 5-9로시 마이크로 수화의 양자 전송. 여기 시각화있는 고급 광원에있는 화학 역학 빔라인 10 실험 내용에 싱크로트론 방사와 결합 분자 빔을 사용하여 photoionization 가스 위상 uracil의 역학 및 1,3 - dimethyluracil의 dimers의 실험과 이론적 특성을 수행했습니다. 이것은 우리가 파이는 기하학을 쌓아과없이 수소 채권 1, 1,3 - dimethyluracil의 dimers에서 시스템을 양자 전송을 관찰 할 수있었습니다. 분자 빔의 보답으로 전자 구조 계산 11, 12과 정확한 비교를 할 수 있습니다 환경 섭동에서 관심의 샘플을 분리 할 수있는 매우 편리하고 효율적인 방법을 제공합니다. 양이온에 대한 정보를 알려 싱크로트론, 곡선이 역모를 할 수있는 photoionization 효율 (PIE)에서 광자 에너지를 조정하여전자 상태. 이 값은 다음 이론적 모델과 계산에 비해과 차례로, 자세히 조사 종 1, 3의 전자 구조와 역학을 설명 할 수 있습니다.

그림 7은 1,3-dimethyluracil 증기의 초음속 확장 (A)의 전형적인 질량 스펙트럼과 세 가지 주요 기능 (m / Z 140 단량체, m / z는 141에서 protonated 단량체, 그리고 1의 PIE 곡선을 보여줍니다 m / Z 280)에서 ,3-dimethyluracil의 이량 체는 8 EV 10 EV (B) 사이 VUV 검사에서 발췌. 회색 그림자는 세 연속 스캔에서 표준 편차입니다. <img alt="그림 1" fo:content-width="5in...

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Molecular Beam Mass Spectrometry With Tunable Vacuum Ultraviolet VUV Synchrotron Radiation

싱크로트론에서 조정할 진공 자외선의 photoionization 질량 분석기에 연결된 분자 빔 절연 가스 상태의 분자와 클러스터의 전자 구조를 탐색 할 수있는 편리한 도구를 제공합니다. DNA베이스 dimers의 양자 전송 메커니즘이 기법으로 elucidated했다.

조정할 수있는 진공 자외선 (VUV) 싱크로트론 방사선으로 분자 빔 질량 분광법

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

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Research

JoVE Journal

Engineering

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

12.9K 조회수.  Lawrence Berkeley National Laboratory. 싱크로트론에서 조정할 진공 자외선의 photoionization 질량 분석기에 연결된 분자 빔 절연 가스 상태의 분자와 클러스터의 전자 구조를 탐색 할 수있는 편리한 도구를 제공합니다. DNA베이스 dimers의 양자 전송 메커니즘이 기법으로 elucidated했다.

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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

방사광 기술을 사용하여 리튬 이온과 나트륨 이온 배터리 용 전극 재료의 특성

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

연구

공학

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.

쿨롱 불순물 스캐닝 터널링 현미경 연구 게이트 - 조정 가능한 그래 핀 장치의 제작

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.

싱크로 기반 하드 X 선 Microtomography를 사용하여 배터리의 실패 분석

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.

박막의 확산을 사용하여 환경 플루토늄의 분화 및 생체 이용률 측정

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 ...

Seedless Growth of Bismuth Nanowire Array via Vacuum Thermal Evaporation

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. Conventionally reserved for the fabrication of metal thin films, thermal evaporation deposits bismuth into an array of vertical single crystalline nanowires over a flat thin film of vanadium held at RT, which is freshly deposited by magnetron sputtering or thermal evaporation. By controlling the temperature of the growth substrate the length and width of the nanowires can be tuned over a wide range. Responsible for this novel technique is a previously unknown nanowire growth mechanism that roots in the mild porosity of the vanadium thin film. Infiltrated into the vanadium pores, the bismuth domains (~ 1 nm) carry excessive surface energy that suppresses their melting point and continuously expels them out of the vanadium matrix to form nanowires. This discovery demonstrates the feasibility of scalable vapor phase synthesis of high purity nanomaterials without using any catalysts.

A protocol for seedless and high yield growth of bismuth nanowire arrays through vacuum thermal evaporation technique is presented.

진공 열 증발을 통해 비스무트 나노 와이어 어레이의 씨앗 성장

Here a seedless and template-free technique is demonstrated to scalably grow bismuth nanowires, through thermal evaporation in high vacuum at RT. ...

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.

멀티 스케일 3 차원 마이크로 전자 패키지를 조사하는 방사광 Microtomography 사용

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.

InAlN 장벽 높은 전자 이동도 트랜지스터 N-극성 플라즈마를 이용한 분자 빔 에피 택시

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.

집중 된 이온 빔 제작 현장에서 테스트 LiPON 기반 고체 리튬-이온 Nanobatteries

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.

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.

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