由倫斯勒理工學(xué)院材料科學(xué)與工程副教授 Edwin Fohtung 領(lǐng)導(dǎo)的研究人員開發(fā)了一種揭示納米結(jié)構(gòu)氧化釩缺陷的新技術(shù)，氧化釩是一種廣泛使用的過渡金屬，具有許多潛在應(yīng)用，包括電化學(xué)陽極、光學(xué)應(yīng)用和超級(jí)電容器. 在這項(xiàng)研究發(fā)表在皇家化學(xué)學(xué)會(huì)期刊CrystEngComm的一篇文章中，該研究小組還詳細(xì)介紹了一種無透鏡顯微鏡技術(shù)，用于捕獲嵌入在氧化釩納米薄片中的單個(gè)缺陷。

“這些觀察結(jié)果有助于解釋在其他薄膜或薄片技術(shù)中在晶界附近觀察到的結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度或成分梯度缺陷的起源，”新型同步加速器散射和成像技術(shù)專家 Fohtung 說。“我們相信我們的工作有可能改變我們對(duì)納米材料的生長和非破壞性三維成像的看法。”

氧化釩目前用于儲(chǔ)能等許多技術(shù)領(lǐng)域，由于金屬絕緣過渡行為可以通過電場進(jìn)行調(diào)節(jié)，因此也可用于構(gòu)建場效應(yīng)晶體管。然而，材料中的應(yīng)變和缺陷會(huì)改變其功能，因此需要采用非破壞性技術(shù)來檢測這些潛在缺陷。

該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種基于相干 X 射線衍射成像的技術(shù)。這種技術(shù)依賴于一種稱為同步加速器的圓形粒子加速器。同步加速器的工作原理是通過磁體序列加速電子，直到它們幾乎達(dá)到光速。這些快速移動(dòng)的電子產(chǎn)生非常明亮的強(qiáng)光，主要是在 X 射線區(qū)域。顧名思義，這種同步加速器光比傳統(tǒng)光源產(chǎn)生的光亮數(shù)百萬倍，比太陽光亮 100 億倍。Fohtung 和他的學(xué)生們已經(jīng)成功地使用這種光來開發(fā)技術(shù)并捕獲原子和分子等微小物質(zhì)以及現(xiàn)在的缺陷。當(dāng)用于探測晶體材料時(shí)，這種技術(shù)被稱為布拉格相干衍射成像 (BCDI)。在他們的研究中，

Fohtung與Rensselaer材料科學(xué)與工程副教授Jian Shi密切合作。他們加入了倫斯勒的 Zachary Barringer、Jie Jiang、Jie Jiang、Xiaowen Shi 和 Elijah Schold 以及卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員“使用布拉格相干衍射成像對(duì)氧化釩 (III) 氧化物納米晶體中的缺陷進(jìn)行成像”的研究。

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