Bu çalışma Alman Araştırma Vakfı (DFG) (Sözleşme CH 943/2-1) tarafından kurulmuştur. Yazarlar bu iş için cigs emici tabaka hazırlamak için Zentrum für Sonnenenergie-und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg gelen Wolfgang Dittus ve Stefan Paetel teşekkür etmek istiyorum.

1. Cigs Katman Biriktirme <ol><li> 3 mm kalınlığında soda kireç cam yüzey (SLG) üzerine molibden sıçramasına mevduat 500 nm (geri temas tabakası). </li><li> Bir satır içi kademeli cigs sürecinde 24 cigs 2 mikron Co-buharlaşır. Mo katmanı geri temas tevdi edilen CIGS Şekil 1 &#39;de gösterilmiştir. </li><li> X-ışını floresans spektrometresi (XRF) tarafından cigs tabakanın ayrılmaz bileşimi ölçün. Elde edilen CIGS bileşimi Tablo 1 &#39;de gösterilmiştir. </li></ol> 2. APT Analiz için sahaya özgü Örnekleri Fabrikasyon <ol><li> Daha sonra örnekler için destek olan, çok sayıda pim aralıksız elde etmek amacıyla, iki eşit parçaya, bir TEM Mo kılavuz kesin. 5 ağırlık yılında elektro tarafından işaretçilerine ucunda bir tutucu ve konik üzerine yarım ızgara TEM monte edin. Aşağı bir ipucu çapı &lt;2 mikron% NaOH. Bu süreç bir Stereoskop ile kontrol makul olabilir. Sonra başka bir tutucu t üzerine elektro ızgara monteşapka sıralı FIB, TEM, EBSD ve APT karakterizasyonu için optimize edilmiştir. </li><li> Mill cigs ince film içine iki açma almak için alttan (Şekil 2a). FIB kullanarak Yığın sol tarafında bir ilk serbest kesim olun. </li><li> Iyon-ışın kaynaklı kimyasal buhar biriktirme bir Pt kaynak yatırarak yığın için mikromanipülatör takın. Daha sonra, yapmak son karşı site ve asansör-out serbest yığın (Şekil 2b) ücretsiz kesim. </li><li> Ayıklanan parça için iyi bir ortak olan bir kama (çapı 2-3 mikron) şimdi TEM Mo yarım ızgara keskin işaretçilerine kesin. Pt birikimi (Şekil 2c) kullanarak bacağında parça monte edin. Bir serbest kesim nihayet Mo piminin üst parça arasında sadece küçük bir bölümünü (2 mikron civarında) elde edilmesini mümkün kılmaktadır. Daha sonra baş aşağı ızgara tutucu monte ve Mo pin ve Pt ile monte parçası arasındaki boşluğu doldurmak. Kalan parça ile aynı prosedür takip. Lift-out hakkında daha fazla bilgi içinprosedürü, okuyucu aşağıdaki başvuru 18,25 danışabilir. </li><li> Dik ızgara yerleştirin ve FIB düşük bir hızlanan voltaj ve akım ışın (5 kV ve &lt;50 pA) kullanarak yığın kesit (ince Pt kaynak ile site seçin) temizleyin. Böylece tek bir düz yüzey ve EBSD ölçümleri için gereklidir Y + implantasyon nedeniyle, daha az kirlenme alır. </li><li> Kesit üzerinde yapılan EBSD ölçümünden ilgi GB seçin. GB yönü Tartışma bölümünde daha ayrıntılı olarak anlatılan, yerel büyütme etkisi 26 azaltmak için atomu probu (z-ekseni) &#39;de analiz yönüne göre dik olması tercih edilir. Bir GB uygun bir alan Şekil 2d vurgulanır. </li><li> Keskin bir uç oluşturmak için adım 2.6) seçilen TR alanında dairesel bir freze yapın. Eğrilik yarıçapı daha TEM araştıran için yeterince küçük (&lt;100 nM) olmalıdıriyonları. Bu hedefe ulaşmak için, adım (Şekil 2e) ile dairesel freze desen adım iç çapı azaltmak ve eş zamanlı ikincil elektron (SE) ile şekillendirme ucu görselleştirmek. Böylece bir ışın vardiya düzeltmek veya farklı efektler vb gölgeleme, verim sıçramasına kaynaklanan malzeme dalga ya da çökelme gibi ucunda düzensizliklerini gidermek için freze desen ayarlayabilirsiniz. </li><li> Cigs GB SEM görünür olmayan diğer malzemeler (süper gibi) ile karşılaştırıldığında bilerek, TEM aracı (Şekil 2f bakınız) kullanarak ucunun apeks ile ilgili olarak GB kesin konumunu lokalize. </li><li> GB APT ucu içinde bulunduğu tam bilmek, FIB geri örnek aktarmak ve ucunun apeks altında maksimum 200 nm GB yerleştirmek için değirmen örnek devam ediyor. Bu aşamada, freze çok düşük kV (5 kV) ve düşük akım (&lt;50 Pa) yapılır. Gerçekten de, hedef yakın t GB lokalize etmek değil,ucunun apeks o değil, aynı zamanda Ga + bu işlem sırasında APT ucu hasarı en aza indirmek için. Buna bağlı olarak, düşük kV freze, SEM APT ucunun şeklini görselleştirmek ve ucu apekse (Şekil 2G) çıkarılmalıdır malzeme miktarını kontrol eder. </li><li> TEM için tekrar numune transferi ve ucunun apeks ile ilgili olarak GB konumunu gösterir. GB konumu, numune çapı evrimi ve yarım sap açı hakkında kesin bilgi elde etmek için örnek bir bakış görüntü (Şekil 2 saat) olun. Bu APT veri optimal yeniden elde etmek için gereklidir. Ayrıca, elektron-ışın kaynaklı zararlar ve APT ölçümlerde daha yüksek bir başarısızlık oranı yol açabilir C kontaminasyonu en aza indirmek için düşük büyütme ve düşük pozlama süreleri kullanın. </li></ol> 3. Bir CAMECA LEAP 3000X İK Sistemde APT Analizi <ol><li> APT ambarında numune monteer. Daha sonra, mevcut dört bantlarının birinde numune diski monte edin. </li><li> Yük kilit içindeki numune disk içeren atlıkarınca takın ve yük kilit pompalama başlar. Yük kilit içinde vakum ~ 10 -7 Torr olduğu zaman, tampon bölmesi içindeki atlıkarınca yerleştirin. </li><li> Ca bekledikten sonra. Tampon odasının (~ 7x10 -9 Torr) içinde vakum geri 1 saat, tampon haznesinden ana analiz için numune odasına transfer. Bu bir elle kullanılan bir aygıttır bir yatay geçiş çubuk ile yapılır. </li><li> 60 K. sıcaklık aşağı APT, serin içinde ölçüm başlamadan önce bu düşük sıcaklık analizi sırasında numune yüzeyinde atomların difüzyon önlemek olacaktır. Biz, 60 K ayarlanan sıcaklık değildir numunenin lazer ısı nedeniyle daha yüksek olmalıdır APT ucunda ölçülen gerçek sıcaklığı, burada not. Olarak Kellog ve arkadaşları tarafından önerilen. 27, bu sıcaklıkTure dikkate göreli şarj-devlet oranı alarak tahmin edilebilir. Cigs malzeme alanında buharlaşma bilinmemektedir çünkü ne yazık ki, bu çalışmada ipuçları gerçek sıcaklığı esas hesaplanabilir olamazdı. </li><li> APT deneyler 532 nm ve 12 İcra Komitesinin darbe uzunlukta bir dalga boyu ile bir yeşil lazer kullanarak lazer modunda yapılmaktadır. </li></ol> 4. APT Veri İmar <ol><li> CAMECA Entegre Görselleştirme ve Analiz Yazılımı (IVAS 3.6.2) genel olarak 3D harita yeniden kullanılır 28. Ile RHIT dosyası (ham veri doğrudan APT ölçümler sonra elde edilen) açın </li><li> Aşağıdaki sekiz adımları 28 kullanarak 3D haritanın yeniden gerçekleştirin: <ol><li> Adım 1 - tüm doğa ile ilgili detayları ve seçilen çalışmanın içeriğini veren salt okunur bir bölmesi olan kurulum. </li><li> Adım 2 - seçin iyon dizisi aralığı. Bu adım, numune göre iyon dizisi aralığı tanımlarGerilim yeniden veri seçilecek. </li><li> Adım 3 - seçin dedektörü ROI. Bu adım, dedektör ROI (dedektör olay histogram üzerinde siyah elips) dışında bulunan iyonları kaldırmak için fırsat verir. </li><li> Adım 4 - TOF düzeltmeler. Bu adım, zaman-of-flight (TOF), gerilim hesaplar ve analiz için dedektörün düzlemsellik (&#39;kase düzeltme&#39;) düzeltmeleri. </li><li> Adım 5 - Kütle kalibrasyon. Analiz kütle spektrumunda ölçülen en yüksek konumu bilinen izotop / şarj durumları ile kalibre edilir. </li><li> Adım 6 - iyon atama Sıralı. Bu adımda, spektrografi içindeki tepe eleman izotop aralıklarının tahsis edilmiştir. </li><li> Adım 7 - Yeniden. Gerilim yöntemi, sap-açı yöntemi veya ipucu profilli yöntemi: Bu adım elde edilen verilere üç yeniden yöntemlerden birini uygular. Sonuncusu bizim 3D haritası yeniden çalışmada kullanılır. Bu yöntem, ti bir SEM veya TEM görüntüsüdür gerektirirp, Şekil 2g ve Şekil 2H&#39;de gösterilmektedir. Yeniden herhangi bir noktada uç yarıçapı SEM görüntüsü tanımlanan bir dizi noktaları arasında lineer interpolasyon ile tanımlanır. </li><li> Adım 8 - Onay. Bu adımda, yeniden oluşturulan sekme önizleme kaydedilmiş bir analiz dönüştürülür. </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"&gt; Yazarlar ifşa hiçbir şey yok.</p&gt;

Mevcut çalışmada, cigs, fotovoltaik uygulama için kullanılan bir bileşik yarı iletken malzeme bir rastgele HAGB üzerinde APT sonuçları sunduk. Ayrıca, biz de EBSD ve TEM gibi tamamlayıcı teknikler ile birlikte APT cigs güneş hücreleri için yapı-kompozisyon özellikleri ilişkisi aydınlatmak için güçlü bir araç olduğunu göstermiştir. Öncelikle, EDX / EELS tane sınırı düşük Na ve O konsantrasyonlarının saptanması ve ikinci olarak, EDX / EELS özellikle, tüm unsurları duyarlı değild...

<html> Emici malzeme olarak kalkopirit-yapılandırılmış bileşik yarı iletken Cu (In, Ga) Se 2 (cigs) dayalı ince film güneş pilleri nedeniyle yüksek verimlilik, radyasyon sertlik, uzun vadeli istikrarlı fazla iki yıl için geliştiriliyor olmuştur performans ve düşük üretim maliyeti 1-3. Bu güneş hücreleri, yani CIGS emici tabaka arasında uygun optik özellikleri, doğrudan bir bant aralığı ve yüksek bir emme katsayısı 1,2 nedeniyle yalnızca çok az malzeme tüketimi ile imal edilebilir. Kalınlığı sadece bir kaç mikrometre Emici filmler, yüksek bir fotoakım oluşturmak için yeterlidir. Elektrotlara photogenerated yük taşıyıcıların difüzyon yolu nispeten kısa olduğu için, CIGS emiciler kristalli formda üretilebilir. Bir Cu maksimum verimlilik (Ga, In) Se 2 şimdiye kadar elde (cigs) güneş pili tüm ince film güneş pilleri arasında en yüksek değeri 20,4% 4 olduğunu. ove_content &quot;&gt; daha fazla hem de üretim maliyetlerinin azaltılması ve güneş pili verimlilik geliştirme gereklidir. İkinci cigs emici tabakasının mikro ve kimyasal bileşimi sıkı bir şekilde bağlıdır. Dahili arayüzler, cigs ince-film fotovoltaik teknolojisi kurmak için, emici içinde özellikle tane sınırları (GB), onlar photogenerated yük taşıyıcılarının taşıma etkileyebilir gibi, çok önemli bir rol oynamaktadır. CIGS güneş pilleri ile ilgili olarak ana sorunlardan biri cigs GB selim doğasını, yani polikristal cigs emici film GB ve örgü kusurları bir yüksek yoğunluklu rağmen üstün hücre verimliliği verim. Bazı yazarlar elektriksel özellikleri 5,6, karakter ve misorientation 7-9 gibi kirlilik ayrımı 10-13 göre güneş dereceli cigs filmlerde GB okudu. Bu properti arasında ise net bir bağlantıes bugüne kadar kurulabilir. Özellikle, lokal kimyasal bileşimi ve GB safsızlık içeriği ile ilgili bilgileri ve önemli bir eksikliği vardır. Son yirmi yılda, Atom Probe Tomografi (APT) umut verici nano-analitik teknikler 14-17 biri olarak ortaya çıkmıştır. Yakın zamana kadar güneş hücreleri APT çalışmaları büyük ölçüde örnek hazırlama sürecinde zorluklar ve geleneksel darbeli gerilim atom problar kullanılarak yarı iletken malzemelerin analiz sınırlı kapasitesi ile sınırlı olmuştur. Bu kısıtlamalar büyük ölçüde geliştirilmesi ile üstesinden olan &#39;lift-out yöntemi&#39; odaklı iyon demeti (FIB) freze 18 ve 16 APT darbeli lazer tanıtımı dayalı. Cigs güneş hücreleri APT karakterizasyonu hakkında birçok makale güçlü daha ileri araştırmalar için teşvik edildiği, 19-23 yayınlanmıştır. Bu kağıt i iç çalışma nasıl bir kılavuz veriratom prob tomografi tekniği ile cigs içinde nterfaces ince film güneş pilleri.

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

Mevcut tekniklerle karşılaştırıldığında, atom prob tomografi kimyasal nano de ve üç boyutlu iç arayüzleri karakterize etmek mümkün eşsiz bir tekniktir. Gerçekten de, APT yüksek hassasiyet (ppm sırasına göre) ve yüksek uzaysal çözünürlüğü (alt nm) sahip. Önemli çabalar bilinen bir yapı ile istenilen tane sınırı içeren bir APT ucu hazırlamak için burada yapıldı. Gerçekten de, siteye özgü örnek hazırlama kullanarak odaklı-iyon ışını, elektron geri yansıma kırınımı ve transmisyon elektron mikroskobu birlikte bu çalışma sunulmuştur. Bu yöntem, Cu bilinen bir yapı ve konum (In, Ga) Se atomu prob tomografi için 2 ince-film ile seçilen tane sınırları sağlar. Son olarak, Cu tane sınırları (Ga, In) Se 2 ince film güneş pilleri incelemek için atom prob tomografi tekniği kullanmanın avantajları ve dezavantajları tartışmak.

Şekil 3 bir yan görünüm (xz dilim) rasgele yüksek açılı GB (HAGB) 28,5 element haritasını gösterir ° - &lt;511&gt; cub siteye özgü hazırlama yöntemi ile Şekil 2&#39;de seçilen. Bir cigs HAGB Na, K, ve O ortak ayrımı doğrudan APT kullanarak eşleştirilir. Bu yabancı maddeler en olası ~ 600 ° C &#39;de CIGS tabakanın çökelmesi sırasında emici tabaka içine SLG substrat üzerinden dağınık Şekil 4a, Şekil 3&#...

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

Bu çalışmada, bir cigs güneş pili en emici tabakanın tane sınırları eğitim için atom-prob tomografi tekniğinin kullanımını tanımlamak. Bilinen bir yapı ile istenilen tane sınırı içeren atomun prob ipuçları hazırlamak için yeni bir tedavi yaklaşımı da burada sunulmuştur.

Cu Atom Probe Tomografi Çalışmaları (In, Ga) Se<sub&gt; 2</sub&gt; Tahıl Sınırları

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 Görüntüleme.  Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH. Bu çalışmada, bir cigs güneş pili en emici tabakanın tane sınırları eğitim için atom-prob tomografi tekniğinin kullanımını tanımlamak. Bilinen bir yapı ile istenilen tane sınırı içeren atomun prob ipuçları hazırlamak için yeni bir tedavi yaklaşımı da burada sunulmuştur.

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.

Tarama-prob Tek elektron Kapasite Spektroskopisi

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

Mühendislik

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.

Uzak Mikrofon Probe kullanarak Kararsız Yüzey Basınç Ölçümü

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.

Asimetrik Algılama Zaman-Streçi Optik Mikroskopi (ATOM) ile Mikroakışkan Görüntüleme Akış Sitometresi

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.

Situ Güneş hücreleri ve modüllerin hızlandırılmış performans düşüşü izleme: Cu (In, Ga) Se2 güneş hücreleri için bir örnek çalışma

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.

Silikon nitrür membranlar üzerinde manyetik nanoyapıları imalatı transmisyon mikroskopisi teknikleri kullanarak manyetik girdap etütler

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.

Gümüş Nanowire elektrot ve CD tampon katmanı arasında cu (ın, GA) se2 ince-film güneş pilleri arasında sağlam Nanoölçek temas imalatı

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.

Synchrotron X-Ray Mikro-Tomografi sayarı altında Hatanın Görüntülenmesi ve Taneli Toprakların İlişkili Tane Ölçeğimekanik Davranışı

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.

İç içe helisel yapıya sahip Yeni Bir Yakıt Tanesi Kullanarak Hibrit Roket Motorunun Yanma Performansını Artırma

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.

Kelvin Probu Kuvvet Mikroskobunun Diğer Mikroskoplar ve Spektroskopilerle Birlikte Lokalize Edilmesi: Alaşımların Korozyon Karakterizasyonunda Seçilmiş Uygulamalar

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.