이 작품은 독일 연구 재단 (DFG) (계약 CH 943/2-1)에 의해 설립된다. 저자는이 작품에 대한 CIGS 흡수층를 준비 젠트 FÜR Sonnenenergie - 싶게 Wasserstoff-Forschung 바덴 뷔 르템 베르크에서 볼프강 Dittus, 그리고 스테판 Paetel에게 감사의 말씀을 전합니다.

1. CIGS 층 증착 <ol><li> 3 mm 두께의 소다 석회 유리 기판 (SLG) 위에 몰리브덴 스퍼터링 예금 500 나노 미터 (다시 접촉 층). </li><li> 인라인 다단 CIGS 공정 24 CIGS 2 μm의 공동 증발. 레이어 모 다시 접촉에 입금 얻은 CIGS는 그림 1에 표시됩니다. </li><li> X-선 형광 분석기 (XRF)에 의한 CIGS 층의 통합 구성을 측정합니다. 얻어진 CIGS의 조성은 표 1에 나타나있다. </li></ol> 2. APT 분석을위한 특정 사이트 샘플 제작 <ol><li> 나중에 표본에 대한 지원되고, 여러 핀의 행을 얻기 위해 두 개의 반쪽으로 TEM 모 격자를 잘라. 5 중량의 전해 연마에 의해 핀의 끝 홀더와 테이퍼에 반 그리드 TEM을 설치합니다. 아래 팁 직경 &lt;2 μm의 % NaOH를합니다. 이 과정은 입체경을 사용하여 제어 합리적 할 수 있습니다. 그런 다음 다른 홀더 티셔츠 위에 전해 그리드를 탑재모자는 순차적 FIB, TEM, EBSD, 그리고 APT 특성에​​ 최적화되어 있습니다. </li><li> 공장 CIGS 박막에 두 개의 참호를 얻을 수 언더컷 (그림 2A).를 FIB를 사용하여 청크의 왼쪽에있는 첫 번째 프리 컷하십시오. </li><li> 이온 빔에 의한 화학 기상 증착법에 의해 백금 용접을 증착하여 덩어리로 micromanipulator에 연결합니다. 그런 다음 확인 최종 반대 사이트와 리프트 아웃 무료 서 덩어리 (그림 2B)에서 프리 컷. </li><li> 추출 된 청크에 대한 좋은 공동을 갖는 쐐기 (직경 2-3 μm의) 지금 TEM 모 반 그리드의 날카로운 핀을 잘라. 백금 증착 (그림 2C)를 사용하여 핀에 덩어리를 장착합니다. 이 프리 컷 마침내 모 핀의 상단에있는 덩어리의 작은 부분 만 (2 μm의 주위에) 얻을 수 있도록. 그 후 거꾸로 그리드 홀더를 탑재하고 모 핀과 백금에 장착 된 조각 사이의 간격을 입력합니다. 남은 청크와 동일한 절차를 추구한다. 리프트 아웃에 대한 자세한 내용은절차 판독기는 다음을 참조 1:18을 참조 할 수 있습니다. </li><li> 수직 그리드를 배치하고 FIB의 낮은 가속 전압과 전류 빔 (5 kV의 및 &lt;50 PA)를 사용하여 덩어리의 단면 (얇은 백금 용접과 함께 사이트를 선택) 청소합니다. 따라서 하나의 매끄러운 표면 및 EBSD 측정에 필요한 가인 + 주입으로 인해 더 적은 오염을 가져옵니다. </li><li> 단면에서 수행 EBSD 측정의 관심 GB를 선택합니다. GB의 방향을 토론 부분에서 자세히 더 설명하는 지역 확대 효과 26를 줄이기 위해 원자 탐침 (Z 축)의 분석 방향에 대해 직각으로하는 것이 바람직하다. GB와 해당 영역은 그림 2 차원으로 강조 표시됩니다. </li><li> 예리한 끝을 형성하는 단계 2.6)에서 선택한 GB의 지역에있는 고리 모양의 밀링을 수행합니다. 곡률 반경은 더 TEM investigat을 위해 충분히 작은 (&lt;100 nm의)해야한다이온. 이 목표를 도달하는 단계 (그림 2E)로 환상 밀링 패턴 단계의 내부 직경을 줄이고 병용 이차 전자 (SE)에 의해 형성 끝을 시각화. 따라서 하나의 빔 변화를 수정하거나 서로 다른 효과 등 그림자, 수율을 스퍼터에서 발생하는 물질의 리플 또는 재 부착 등 첨단에 부정을 제거하는 밀링 패턴을 조정할 수 있습니다. </li><li> CIGS GB를이 SEM에 표시되지 않은 다른 물질 (초 내열 합금 등)에 비해 것을 알고, TEM 도구 (그림 2F 참조)를 사용하여 팁의 정점에 대하여 GB를의 정확한 위치를 집중. </li><li> GB는 APT 끝에서의 위치를​​ 정확하게 알고, FIB로 시험편을 전송하고 팁의 꼭대기 아래에 최대 200 nm에서 GB를 놓다 공장 샘플로 진행합니다. 이 단계에서, 밀링 매우 낮은 kV의 (5 kV의) 및 저 전류 (&lt;50 PA)에서 이루어집니다. 사실, 목표는 가까이 t GB를 지역​​화 할뿐만 아니라팁의 정점 O를, 또한 가인 +이 절차를 수행하는 동안 APT 팁의 피해를 최소화 할 수 있습니다. 병용 낮은 kV의 밀링에, SEM의 APT 팁의 형상을 시각화하고 팁의 정점 (그림 2G)에서 제거해야 재료의 양을 제어합니다. </li><li> TEM 다시 시험편을 전송하고 팁의 꼭대기에 관하여 GB의 위치를​​ 확인합니다. GB 위치, 시편 직경의 진화와 반 정강이 각도에 대한 정확한 지식을 얻기 위해 시편의 개요 이미지 (그림 2H)합니다. 이 APT 데이터의 최적의 재건을 달성하기 위해 필요합니다. 또한, 전자 빔에 의한 손상 및 APT 측정에서 높은 실패율로 이어질 수 C 오염을 최소화하기 위해 낮은 배율 및 감소 된 노출 시간을 사용합니다. </li></ol> 3. CAMECA의 LEAP 3000X HR 시스템에서 APT 분석 <ol><li> APT 보류에 시료를 장착어. 그런 다음, 사용 가능한 네 개의 회전 목마 중 하나의 표본 퍽을 장착합니다. </li><li> 로드 록 내부의 시편 퍽을 포함하는 회전 목마를 삽입하고로드 잠금을 펌핑 시작합니다. 로드 록 내부의 진공 ~ 10 -7 Torr의 경우, 버퍼 챔버 내부에 회전 목마를 삽입합니다. </li><li> 캘리포니아 대기 후. 버퍼 챔버 (~ 7X10 -9 Torr의)의 진공을 복원하는 1 시간은 버퍼 챔버에서 주 분석 챔버에 시험편을 전송합니다. 이 수동 작동 장치 수평 이동 막대와 함께 이루어집니다. </li><li> 60 K.에 온도 아래 APT, 시원한 내부 측정을 시작하기 전에이 낮은 온도는 분석 중에 시편의 표면에서 원자의 확산을 방지합니다. 우리는 60 K가 설정 온도가 아닌 시편의 레이저 열로 인해 더해야 APT 끝에서 측정 한 실제 온도는 것을 여기에서주의한다. 로 켈로그 등으로 제안했다. 27 일이 온도는진짜야이 계정에 상대적 충전 상태 비율을 복용하여 추정 할 수있다. CIGS 재료의 필드 증발 알 수 없기 때문에 불행히도,이 연구에서 팁의 실제 온도는 주로 계산 할 수 없습니다. </li><li> APT 실험은 532 nm의 12 PSEC 펄스 길이의 파장 녹색 레이저를 이용한 레이저 모드에서 수행됩니다. </li></ol> 4. APT 데이터의 재건 <ol><li> CAMECA의 통합 된 시각화 및 분석 소프트웨어 (IVAS 3.6.2)은 일반적으로 3D지도를 재구성하는 데 28.와 RHIT 파일 (원시 데이터를 직접 APT 측정 한 후 얻어진)를 엽니 다 </li><li> 다음과 같은 여덟 단계 28를 사용하여 3D지도의 재건을 수행합니다 : <ol><li> 1 단계 - 모든 특성에 대한 자세한 내용 및 선택한 연구의 내용을 제공하는 읽기 전용 창입니다 설치. </li><li> 2 단계 - 선택 이온 시퀀스 범위. 이 단계는 표본에 비해 이온 시퀀스 범위를 정의전압은 재구성 데이터를 선택할 수 있습니다. </li><li> 3 단계 - 선택 검출기 ROI. 이 단계는 발견 ROI (검출기 이벤트 히스토그램에 검은 타원) 외부에있는 이온을 제거 할 수있는 기회를 제공합니다. </li><li> 4 단계 - TOF의 수정. 이 단계는 비행 시간 (TOF), 전압을 계산하고 분석 검출기의 평탄도 ( &#39;는 그릇 수정&#39;) 수정. </li><li> 5 단계 - 질량 교정. 분석 질량 스펙트럼에서 측정 된 피크 위치가 알려진 동위 원소 / 충전 상태로 교정됩니다. </li><li> 6 단계 - 이온 할당였다. 이 단계에서 질량 스펙트럼의 피크 요소 동위 원소 범위에 할당됩니다. </li><li> 7 단계 - 재건축. 전압 방법, 정강이 각도 방법이나 팁 프로파일 방법 :이 단계는 획득 한 데이터에 세 가지 재건 방법 중 하나를 적용합니다. 마지막 하나는 우리의 3 차원지도를 재구성하는 현재의 연구에 사용됩니다. 이 방법은 TI의 SEM이나 TEM 이미지가 필요P는 그림의 2G와 그림 하반기에 표시. 재건의 어떤 시점에서 팁 반경은 SEM 이미지에서 정의 된 일련의 점 사이의 선형 보간에 의해 정의됩니다. </li><li> 8 단계 - 확인. 이 단계에서는 복원 탭에서 생성 된 미리보기가 저장된 분석으로 변환됩니다. </li></ol></li></ol>

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<p class="jove_content"&gt; 저자는 공개 아무것도 없어.</p&gt;

현재 작업에서, 우리는 CIGS 태양 광 응용 프로그램에 사용되는 화합물 반도체 재료의 임의의 HAGB에 APT 결과를 발표했다. 또한, 우리는 또한 EBSD 및 TEM과 같은 보완 기술,와 함께 APT는 CIGS 태양 전지 구조 구성 속성 관계를 해명하는 강력한 도구입니다 것으로 나타났습니다. 첫째, EDX / 뱀장어는​​ 입자 경계에서 낮은 나와 O의 농도를 감지하고 둘째, EDX / EELS, 특히 모든 요소에 민감하지 않는 충분?...

<html> 흡수 물질로 황동광 구조의 화합물 반도체 구리 (, 조지아) 괜찮다 2 (CIGS)에 따라 박막 태양 전지 때문에 그들의 높은 효율, 방사선 경도, 장기 안정의 두 개 이상의 수십 년 동안 개발되었습니다 성능 및 낮은 생산 1-3 듭니다. 이러한 태양 전지 즉 CIGS 흡수층의 유리한 광학 특성, 직접 밴드 갭과 높은 흡수 계수 1,2로 인한에만 약간의 재료 소비량으로 제작 될 수 있습니다. 두께 몇 마이크로 미터의 흡수 필름​​은 높은 광전류를 생성하기에 충분합니다. 전극 photogenerated 전하 캐리어의 확산 경로가 상대적으로 짧은 있기 때문에, CIGS 흡수는 다결정 형태로 생성 할 수있다. 구리의 최대 효율 (조지아에서) 괜찮다 2까지 달성 (CIGS) 태양 전지는 모든 박막 태양 전지 중 가장 높은 값이 20.4 % 4입니다. ove_content &quot;&gt; 추가를 모두 생산 비용의 감소와 태양 전지 효율의 향상이 필수적이다. 후자는 CIGS 흡수층의 미세 화학 조성에 크게 의존한다. 내부 인터페이스, CIGS 박막 태양 광 기술을 확립하기 위해, 흡수기 내에서 특정 결정립 경계 (GB를), 그들은 photogenerated 전하 캐리어의 이동에 영향을 미칠 수 있으므로 중추적 인 역할을한다. CIGS 태양 전지와 관련된 주요 해결되지 않은 문제 중 하나는 CIGS GB를의 양성 본질, 즉 다결정 CIGS 흡수 필름 GB를하고 격자 결함 밀도에도 불구하고 뛰어난 전지 효율을 얻을 수 있습니다. 몇몇 저자들은 전기적 특성 5,6, 캐릭터와 misorientation 7-9뿐만 아니라 불순물 분리 10-13에 대하여 태양 급 CIGS 박막에서 GB를을 공부했다. 이 properti 사이 그러나 명확한 링크가 없습니다ES 지금까지 구축 할 수 있습니다. 특히, 지역의 화학 조성 및 GB를의 불순물 함량에 대한 정보의 상당한 부족이있다. 지난 20 년 동안, 아톰 프로브 단층 촬영 (APT) 유망 나노 분석 기술 14 ~ 17 중 하나로 떠오르고있다. 최근까지 태양 전지 APT 연구는 주로 샘플 준비 과정에서 어려움과 기존의 펄스 전압 원자 프로브를 사용하여 반도체 재료 분석의 제한된 기능에 의해 제한되었다. 이러한 제한은 대부분의 개발로 극복 한 &#39;리프트 아웃 방식&#39;에 초점을 맞춘 이온 빔 (FIB) 밀링 18, 16 APT 펄스 레이저의 도입에 따라. CIGS 태양 전지의 APT 특성에 대한 여러 논문을 강하게 자세한 조사를 위해 권장되는, 19-23 출판되었습니다. 본 논문에서는 나는 내부 연구 방법의 가이드 라인을 제공원자 탐침 단층 촬영 기술에 의한 CIGS의 nterfaces 박막 태양 전지.

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

존재하지 않는 기술과 비교, 원자 탐침 단층 촬영 화학적 나노에서 세 차원의 내부 인터페이스를 특징 할 수 독특한 기술입니다. 사실, APT 높은 감도 (PPM의 순서대로)과 높은 공간 해상도 (이하 NM)를 보유하고있다. 상당한 노력이 알려진 구조를 원하는 입자 경계를 포함하는 APT 팁을 준비하기 위해 여기를 수행 하였다. 실제로, 사이트 별 샘플 준비하여 초점을 맞 춥니 이온 빔, 전자 후방 산란 회절 및 투과 전자 현미경 결합 된이 작품에 제시되어있다. 이 방법은 구리의 알려진 구조와 위치 (, 조지아) 괜찮다 원자 탐침 단층 촬영 연구 할 2 박막와 선택 입계 수 있습니다. 마지막으로, 우리는 구리의 그레인 경계 (조지아에서) 괜찮다 2 박막 태양 전지를 연구하는 원자 탐침 단층 촬영 기술을 사용의 장점과 단점에 대해 설명합니다.

그림 3은 사이드 뷰 (XZ 조각) 임의의 높은 각도 GB (HAGB) 28.5 원소지도를 보여줍니다 ° - &lt;511&gt; 새끼 사이트 별 준비 방법으로 그림 2에서 선택. CIGS HAGB에 나, K, 및 O의 공동 분리는 주로 APT 사용하여 매핑된다. 이러한 불순물은 대부분 ~ 600 ° C.에 CIGS 층의 증착시 흡수층으로 SLG 기판에서 확산 그림 4A 그림 3에 표시된 GB에 걸쳐있?...

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Atom Probe Tomography Studies on the CuIn,GaSe2 Grain Boundaries

이 작품에서 우리는 CIGS 태양 전지의 광 흡수층의 곡물 경계를 공부 원자 탐침 단층 촬영 기술의 사용을 설명합니다. 알려진 구조로 원하는 입자 경계를 포함하는 원자 프로브 팁을 준비하는 새로운 접근 방식도 여기에 표시됩니다.

구리의 원자 조사 단층 촬영 연구 (, 조지아) 괜찮다<sub&gt; 2</sub&gt; 곡물 경계

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

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Engineering

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

12.6K 조회수.  Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH. 이 작품에서 우리는 CIGS 태양 전지의 광 흡수층의 곡물 경계를 공부 원자 탐침 단층 촬영 기술의 사용을 설명합니다. 알려진 구조로 원하는 입자 경계를 포함하는 원자 프로브 팁을 준비하는 새로운 접근 방식도 여기에 표시됩니다.

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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.

스캐닝 프로브 단일 전자 용량 분광학

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

연구

공학

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.

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.

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.

제자리에서 태양 전지 및 모듈의 가속된 성능 저하의 모니터링: Cu (In, Ga) Se2 태양 전지에 대 한 사례 연구

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.

자기 소용돌이 연구 전송 현미경 검사 법 기술을 사용 하 여 실리콘 질 화 막에 자석 Nanostructures의 제조

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.

Cu(In,Ga)Se2 박막 태양전지의 실버 나노와이어 전극과 CdS 버퍼 층 간의 견고한 나노스케일 접촉 제조

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.

싱크로트론 X선 마이크로 단층 촬영을 사용하여 전단 하에서 세분화된 토양의 고장 및 관련 곡물 스케일 기계적 거동 시각화

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.

중첩 헬리칼 구조의 새로운 연료 입자를 사용하여 하이브리드 로켓 엔진의 연소 성능 향상

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.

켈빈 프로브 힘 현미경을 다른 현미경 및 분광학과 공동 위치 파악: 합금의 부식 특성화에서 선택된 응용 분야

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.