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Reduzierte Energiebarriere für den Li+-Transport über Korngrenzen hinweg mit amorphen Domänen in LLZO-Dünnschichten

Zusammenfassung

Die hochohmigen Korngrenzen sind der Flaschenhals für Li + Transport in Li7 La3 Zr2 O12 (LLZO) Festelektrolyte. Hierbei werden hochleitfähige LLZO-Dünnfilme mit kubischer Phase und amorphen Domänen zwischen kristallinen Körnern durch Tempern des sich wiederholenden LLZO/Li2 . hergestellt CO3 /Ga2 O3 Multi-Nanoschichten bei 600 °C für 2 h. Die amorphen Domänen können zusätzliche freie Stellen für Li + . bereitstellen , und damit die Ansammlung von Li + . lockern an Korngrenzen. Die deutlich verbesserte Ionenleitfähigkeit über Korngrenzen hinweg zeigt, dass die hohe Energiebarriere für Li + eine durch die Raumladungsschicht verursachte Migration wird effektiv reduziert. Vom Li + . profitieren Transportpfade mit niedrigen Energiebarrieren zeigt der vorgestellte LLZO-Dünnfilm einen Spitzenwert der Ionenleitfähigkeit von bis zu 6,36 × 10 −4 S/cm, was für Anwendungen in Dünnschicht-Lithiumbatterien vielversprechend ist.

Einführung

Mit dem Aufkommen des 5G-Mobilfunknetzes wird erwartet, dass der Stromverbrauch von mobilen Endgeräten erheblich zunehmen wird [1,2,3]. Dünnschicht-Lithiumbatterien (TFLBs) mit hoher Energiedichte, langer Zyklenlebensdauer und hervorragender Sicherheit sind vielversprechend für die integrierten Stromquellen in den intelligenten Terminals, wie beispielsweise Smartcards [4]. Bis heute basieren die meisten praktikablen TFLBs auf LiPON-Festelektrolyten [5]. Die geringe Ionenleitfähigkeit von LiPON begrenzt jedoch die Leistung von TFLBs. Granat Li7 La3 Zr2 O12 (LLZO) ist aufgrund seiner hohen Ionenleitfähigkeit, seines breiten elektrochemischen Fensters und seiner Stabilität gegenüber Li-Metallanoden eine weitere vielversprechende Alternative [6,7,8,9,10]. Es bleibt jedoch eine Herausforderung, LLZO-Dünnfilme mit hoher Ionenleitfähigkeit herzustellen [11, 12].

Es ist bekannt, dass die energetisch günstigen Pfade für Li + Transport sind einer der Schlüssel zum Erreichen einer hohen Ionenleitfähigkeit in Festkörpern [13, 14]. Bei polykristallinen LLZO-Dünnschichten gibt es zwei Energiebarrieren, die den Li + . bestimmen Dirigierleistung. Einer ist mit Li + . verwandt Transport innerhalb eines Korns. Die möglicherweise von Li + . besetzten Gitterplätze energetisch nicht äquivalent sind und somit Li + muss eine Energiebarriere überwinden (EBg ), wenn es zwischen diesen Standorten hüpft [15,16,17,18]. Der andere ist mit Li + . verwandt Transport über die Korngrenzen (GBs) [19, 20]. Die Gitterdefekte an GBs würden die Akkumulation von Li + . verursachen . Eine Raumladungsschicht würde sich bilden, weil die unbesetzten möglichen Plätze für Li + etwa GBs sind aufgebraucht (orange Linie in Abb. 1a). Der Raumladungseffekt führt zu einer hohen Migrationsenergiebarriere (EBgb , rote Linie in Abb. 1a) [21]. Normalerweise EBgb (~ 0.7 eV) ist viel höher als EBg (~ 0.3 eV) für den Fall von LLZO [20].

Darstellung der Migrationsbarriere und der Li-Leerstellenkonzentration an der konventionellen Korngrenze (a ) und die Korngrenze mit amorphen Domänen (b )

Es wurde berichtet, dass die möglichen Standorte für Li + Besetzung im LLZO mit kubischer Phase, die ein tetraedrisches 24d-Platz (Li1) und ein verzerrt-oktaedrisches 96 h-Platz (Li2) sind, sind energetisch nahezu äquivalent [16, 22, 23]. Daher wird allgemein angenommen, dass die EBg im kubischen LLZO ist moderat (~ 0,3 eV). Obwohl die kubische Phase von LLZO bei Raumtemperatur (RT) metastabil ist, sind die Strategien zu ihrer Stabilisierung durch Dotierung von hochvalenten Kationen wie Al 3+ , Ga 3+ , und Ta 5+ , sind gut entwickelt [24,25,26,27,28,29,30,31,32,33]. Lobeet al. berichteten über Al-dotierte LLZO-Dünnschichten mit einer Ionenleitfähigkeit von 1,2 × 10 –4 S/cm und eine Aktivierungsenergie von 0,47 eV [34]. Es wird allgemein angenommen, dass die hohe Konzentration von Li + im Kristallgitter kann weiter dazu beitragen, EBg . zu senken [11, 13]. LLZO-Dünnfilme mit einer Aktivierungsenergie von 0,38 ± 0,02 eV wurden durch Einbringen von zusätzlichem Li2 . hergestellt O während der Dünnschichtabscheidung [12, 35]. Li2 O kompensierte effektiv den Lithiumverlust während der Sputter-Abscheidung. Auf der anderen Seite ist die Strategie zur Behebung der Leitungsprobleme, die sich aus einem hohen EBgb ergeben, sind wenige, obwohl bekannt ist, dass die hochohmigen GBs der Flaschenhals für Li + . sind Transport in LLZO [14, 21].

In dieser Arbeit demonstrieren wir einen LLZO-Dünnfilm mit amorphen Domänen zwischen kristallinen Körnern. Die amorphen Domänen könnten zusätzliches Li + . liefern Leerstellen [21, 36,37,38] und eine niedrigere Migrationsbarriere (~ 0.6 eV) [36] bei GBs (Abb. 1b), was den Raumladungseffekt schwächen und EBgb . senken würde (<0,7 eV) [21, 38]. Der vorgestellte LLZO-Dünnfilm wird durch wiederholtes Abscheiden der sequentiell gestapelten Nanoschichten aus LLZO, Li2 . hergestellt CO3 , und Ga2 O3 , und das folgende Tempern (Abb. 2). Die ultradünnen Dicken jeder Schicht erleichtern die Interdiffusion in der mehrschichtigen Struktur und ermöglichen wiederum Ga2 O3 zur Stabilisierung der kubischen Phase von LLZO und Li2 CO3 um den Li-Verlust während der Abscheidung und des Glühens zu kompensieren. Durch sorgfältige Abstimmung der Tempertemperatur wurde der LLZO-Dünnfilm mit der gewünschten kubischen Phase und amorphen Domänen zwischen den Körnern erhalten. Die elektrochemische Impedanzmessung legt nahe, dass der vorgestellte LLZO-Dünnschicht-Festelektrolyt eine hohe Ionenleitfähigkeit von 6,36 × 10 -4 . erreicht S/cm.

Schemata der Herstellungsverfahren der vorgestellten LLZO-Dünnschichten

Methoden

Herstellung von Ga-LLZO-Dünnschicht-Festkörperelektrolyt

Die ultradünnen Schichten von LLZO, Li2 CO3 , und Ga2 O3 wurden nacheinander durch Hochfrequenz-Magnetron-Sputtern auf polierten MgO (100)-Substraten in reiner Ar-Atmosphäre abgeschieden. Ein mehrschichtiger dünner Film mit einer Dicke von ~ 1500  nm (± 10 %) wurde durch wiederholtes Abscheiden der dreischichtigen Einheit für 80   Zyklen erhalten (Abbildung S1). Die Ziele von Li7 La3 Zr2 O12 (99%), Li2 CO3 (99%) und Ga2 O3 (99,9 %) montiert auf 190 mm × 55 mm Cu-Trägerplatten werden von Zhongnuo New Materials Manufacturing Co., China, bereitgestellt. Das hier verwendete LLZO-Target hat die gewünschte kubische Phase (Abbildung S2) und seine Dichte beträgt 5,35 g/cm 3 . Der Druck für die Abscheidung beträgt 1 Pa. Die Leistungsdichte für die LLZO-Abscheidung betrug 2,38 W cm −2 , und 1,90 W cm −2 für Li2 CO3 und Ga2 O3 . Die so abgeschiedenen mehrschichtigen Dünnfilme wurden in reinem Sauerstoff (99,99 %) für 2 h bei 600 °C, 700 °C bzw. 800 °C getempert.

Charakterisierung

Die Dicke jeder einzelnen Schicht von LLZO, Li2 CO3 , und Ga2 O3 wurde durch einen Stufenprofiler bestimmt (siehe Details in Anmerkung S1 und Tabelle S1). Die kristallographische Struktur des Dünnfilms wurde unter Verwendung von Röntgenbeugung (XRD) mit einer Cu-Kα-Quelle und 2θ im Bereich von 10 bis 60° bestimmt. Die chemische Zusammensetzung wurde mittels Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie (TOF-SIMS) und hochauflösender Transmissionselektronenmikroskopie (HRTEM) mit einem energiedispersiven Röntgenspektroskopie (EDX)-Detektor charakterisiert. Die Ionenleitfähigkeit wurde in einer In-Plane-Testkonfiguration bei Raumtemperatur (25 °C) durch Messung der elektrochemischen Impedanzspektroskopie (EIS) mit einer angewandten Frequenz im Bereich von 3 × 10 6 . bestimmt bis 1 Hz mit einer konstanten Amplitude von 30 mV AC. Die Aluminiumkontakte auf der Oberseite der LLZO-Dünnfilme wurden unter Verwendung von Gleichstrom-Magnetron-Sputtern hergestellt. Die Daten des EIS wurden mit der Software Zview verarbeitet.

Ergebnisse und Diskussion

Die LLZO-Dünnfilmproben und ihre Prozessparameter sind in Tabelle 1 zusammengefasst. Probe #800-1 ohne Li-Zusatz und Ga-Dotierung weist eine Li-Mangelphase von La2 . auf Zr2 O7 (LZO) nach dem Tempern bei 800°C für 2 h (Abb. 3a). Nach der Einführung von Ga2 O3 und Li2 CO3 , die zur kubischen Phase von LLZO gehörenden Beugungspeaks werden im XRD-Muster von #800-2 beobachtet (Abb. 3b). Dies legt nahe, dass Ga-Dotierungsmittel und zusätzliches Li für die Bildung und/oder Stabilisierung der gewünschten kubischen Phase von LLZO günstig sind. Jedoch verbleibt ein starker Beugungspeak bei 28,2°, der auf LZO indiziert ist, im XRD-Muster von #800-2. Wenn die Glühtemperatur auf 700°C sinkt, nimmt die Intensität des Beugungspeaks bei 28,2° merklich ab (Abb. 3c). Diese Beobachtungen weisen darauf hin, dass das Hochtemperaturglühen zu einem starken Li-Verlust führen kann, selbst wenn zusätzliches Li eingeführt wird. Durch weitere Reduzierung der Glühtemperatur auf 600 °C wurde der Dünnfilm mit einer Hauptphase von kubischem LLZO und einem vernachlässigbaren Beugungspeak von LZO erhalten (Abb. 3d). Unsere Beobachtungen stimmen mit der früheren Literatur [11, 12] überein, die berichtet, dass die Bildung der kubischen Phase in Ga-dotierten LLZO-Dünnfilmen bei 600 °C ausgelöst wird und sich LZO innerhalb von 700 bis 800 °C bilden kann.

XRD-Muster von #800-1 (a ), #800-2 (b ), 700-1 (c ) und #600-1 (d ) und die Standardbeugungsmuster für kubisches LLZO (e ) und LZO (f )

Inzwischen gibt es keine Beugungspeaks von Li2 CO3 oder Ga2 O3 in den XRD-Mustern beobachtet (Abb. 3). Darüber hinaus zeigt das mit TOF-SIMS erhaltene Zusammensetzungstiefenprofil von #600-1, dass das Signal von CO3 2− ist durch den gesamten Dünnfilm sehr niedrig (orange Linie in Abb. 4). Und der kompetente Gehalt von Li in #600-1 wird durch die hohe Intensität der aufgezeichneten Zählungen von 6 . demonstriert Li + (rote Linie in Abb. 4). Somit ist Li2 CO3 in der mehrschichtigen Dünnschicht sollte sich nach dem Tempern bei 600 °C für 2 Stunden vollständig zersetzt haben und den Li-Verlust während der Dünnschichtabscheidung und Wärmebehandlung effektiv kompensieren. Außerdem ist die unerwünschte Reaktion zwischen LLZO und CO2 , die eine schwach leitende Schicht aus Li2 . bilden kann CO3 , durch die Glühatmosphäre aus reinem Sauerstoff wirksam verhindert werden. Diese Schlussfolgerung stimmt mit der gemessenen hohen Ionenleitfähigkeit von #600-1 überein (siehe unten).

TOF-SIMS-Tiefenprofile von #600-1: 6 Li + (rot), La 3+ (grün), Zr 4+ (schwarz), Ga 3+ (Indigo), CO3 2− (orange)

Die TOF-SIMS-Charakterisierung zeigt auch die gleichmäßige Verteilung von 6 Li + , La 3+ , Zr 4+ , und Ga 3+ im gesamten Dünnfilm #600-1 (Abb. 4). Typischerweise sollte die Interdiffusion der Vorläufer der Schritt zur Geschwindigkeitskontrolle bei Festkörperreaktionen sein. Huanget al. berichteten, dass der Interdiffusionsabstand des Ga2 O3 und LLZO-Vorläuferschichten betrug während eines Temperprozesses bei 700 bis 900 °C für 2 Stunden etwa 10–20 nm. Somit wurde die Dicke jeder Vorläuferschicht in dieser Untersuchung auf weniger als 10 nm festgelegt. Die mehrschichtige Struktur basierend auf den Nanoschichten von LLZO, Li2 CO3 , und Ga2 O3 hier hergestellt, erleichtert die homogene Durchmischung der Precursoren durch eine deutliche Reduzierung ihrer notwendigen Diffusionslänge. Die ungleichmäßige Verteilung des dotierten Elements, die in den LLZO-Dünnfilmen beobachtet wurde, die von den dickeren Vorläuferschichten abgeleitet wurden [11], wird hier nicht beobachtet. Eine Anreicherung von Li in der Zwischenphasenschicht zwischen dem abgeschiedenen Dünnfilm und dem MgO-Substrat ist zu beobachten. Dies sollte der Diffusion von Li + . zugeschrieben werden in MgO-Gitter [34].

Kurz gesagt, die Multischichten von LLZO/Li2 CO3 /Ga2 O3 werden gut gemischt und umgesetzt und profitieren von der ausreichenden Interdiffusion zwischen diesen ultradünnen Schichten. Darüber hinaus wird die Reaktionskinetik in den mehrschichtigen Dünnfilmen mit dotiertem Ga und zusätzlichem Li bei 600°C optimiert, um zu versuchen, die kubische Phase von LLZO mit einem niedrigen EBg . herzustellen .

Wie oben erwähnt, ist das Li + die Leitungsleistung von LLZO wird insbesondere durch die Strukturen an GBs beeinflusst (Abb. 1). Die Mikrostruktur von #600-1 wird sorgfältig mit HRTEM charakterisiert. Die gekreuzte Struktur, die ein typischer Indikator für die Reaktionen zwischen LLZO und H2 . ist O oder CO2 [35], kann in den HRTEM-Bildern beobachtet werden. Das XRD-Muster und das TOF-SIMS-Tiefenprofil von #600-1 deuten jedoch darauf hin, dass die so hergestellten LLZO-Dünnschichten eine Reaktion mit H2 . verhindern O oder CO2 . Daher ist es sinnvoll, die Bildung von Kreuzstrukturen darauf zurückzuführen, dass LLZO-Dünnfilme während der Vorbereitung der Testproben der Luft ausgesetzt sind. Bemerkenswerterweise werden amorphe Domänen zwischen kristallinen Körnern beobachtet (Abb. 5a, b). Es zeigt an, dass der LLZO-Dünnfilm #600-1 nach dem Tempern nicht vollständig kristallisiert sein sollte, was mit der relativ großen Halbwertsbreite (FWHM) übereinstimmt, die im XRD-Muster von #600-1 beobachtet wurde (Fig. 3d). Die EDX-Kartierung zeigt die gleichmäßige Verteilung von Ga, La, O und Zr über die kristallinen Körner und amorphen Domänen (Abb. 5c–f). Daher schlagen wir vor, dass die amorphen Domänen aus glasigen Li-Ga-La-Zr-O-Oxiden bestehen. Es ist bekannt, dass amorphes LLZO ein Li + . ist Dirigent. Seine typische Ionenleitfähigkeit und Aktivierungsenergie beträgt 1 × 10 −6 S/cm bzw. ~ 0.6 eV [36]. Die Li + -leitfähige amorphe Domänen würden den physikalischen Kontakt zwischen kristallinen Körnern und damit die Pfade für Li + . verbessern Transport in den dünnen Schichten sind mit einer besseren Kontinuität [20]. Noch wichtiger ist, dass die amorphen Domänen zwischen den Körnern potenziell zusätzliche freie Plätze für Li + . bieten [21, 36,37,38]. Die elektrostatische Abstoßung zwischen Li + reduziert, verglichen mit den herkömmlichen LLZO GBs, in denen die möglichen Standorte für Li + Beruf erschöpft sind [19, 20]. Mit anderen Worten, die amorphen Domänen können die kakoethischen Raumladungseffekte verringern und den EBgb . senken für Li + Transport über GBs hinweg (Abb. 1b). Folglich ist ein verringerter Korngrenzenwiderstand (Rgb ) im vorliegenden LLZO-Dünnschicht-Festelektrolyt #600-1.

HRTEM-Bilder (a , b ) und Elementarabbildung (c für Ga, d für La, e für O, f für Zr) aus LLZO-Dünnschicht #600-1

Die EIS-Messungen der vorgestellten LLZO-Dünnschichten werden mit der in Abb. 6a gezeigten In-Plane-Testkonfiguration durchgeführt. Ihre gesamten Ionenleitfähigkeiten (σ Gesamt ) kann nach folgender Gleichung berechnet werden:

$$ {\sigma}_{\mathrm{total}}=\frac{L}{\mathrm{S}{\mathrm{R}}_{\mathrm{total}}} $$ (1)

a Die In-Plane-Testkonfiguration für EIS-Messungen. b Das Nyquist-Plot des Impedanzspektrums der LLZO-Dünnschicht #600-1, gemessen bei Raumtemperatur, Einschub zeigt das Ersatzschaltbild für die EIS-Analyse

wo L ist der Abstand zwischen den beiden Kontaktelektroden, S die Elektrodenfläche ist und R Gesamt ist der Gesamtwiderstand der LLZO-Dünnschicht, der durch EIS-Messungen bestimmt wurde. Die Nyquist-Plots der gemessenen Impedanzspektren (Abb. 6b und Abb. S2a und S2b) sind mit dem in den Beilagen abgebildeten Ersatzschaltbild versehen, das aus einer Reihenschaltung eines Konstantphasenelements (CPE) mit zwei Kreisen eines Widerstands in . besteht parallel zu einem CPE. R Massengut und R de im Ersatzschaltbild repräsentieren den Volumenwiderstand und den Korngrenzenwiderstand des LLZO-Dünnfilms. Die Ionenleitfähigkeiten der Korngrenzen (σ de ) von LLZO-Dünnschichten sind ebenfalls auf den Abstand zweier paralleler Kontaktierungselektroden normiert und lassen sich nach folgender Gleichung berechnen [39]:

$$ {\sigma}_{\mathrm{gb}}=\frac{L}{\mathrm{S}{\mathrm{R}}_{\mathrm{gb}}}\frac{C_{\mathrm{ Bulk}}}{C_{\mathrm{gb}}} $$ (2)

wobei C Massengut und C de sind die Volumenkapazität und die Korngrenzenkapazität, die mit der Gleichung (3) basierend auf den angepassten Werten ihrer entsprechenden R . berechnet werden können (R Massengut und R de ) und CPE (CPEBulk und CPEde ) [34, 40].

$$ C={\left(\textrm{CPE}\times {R}^{1-\textrm{n}}\right)}^{\frac{1}{\textrm{n}}} $$ ( 3)

Die geometrischen Parameter (L und S ) und die angepassten Werte der Elemente im Ersatzschaltbild (R Gesamt , R Masse, R de , C Massengut , und C de ) sind in Tabelle S2 zusammengefasst. Tabelle 2 fasst die berechneten σ . zusammen Massengut , σ de , und σ Gesamt bei Raumtemperatur der vorgestellten LLZO-Dünnschichten. σ Gesamt von #800-1 ist kleiner als 10 –8 S/cm, da sie von der Li-armen Phase von LZO dominiert wird. Die Proben mit Ga-Dotierstoff und zusätzlichem Li, #800-2, #700-1 und #600-1, besitzen das σ Gesamt von 5,63 × 10 −7 , 3,89 × 10 −5 , und 6,36 × 10 −4 S/cm bzw. Dieser Trend kann durch zwei Gründe verursacht werden. Zunächst wird der Anteil an hochohmigem LZO in den präparierten Dünnschichten bei reduzierter Glühtemperatur reduziert, was durch ihre XRD-Muster demonstriert wird (Abb. 3b–d). Zweitens sind die Intensitäten der Beugungspeaks von #600-1 viel niedriger als die der anderen beiden. Seine geringe Kristallinität kann mit der Bildung amorpher Domänen zwischen kristallinen Körnern zusammenhängen. Wie oben erwähnt, können die amorphen Domänen zwischen kristallinen Körnern die Energiebarriere für Li + . senken über GBs hinweg transportieren (Abb. 1). Darüber hinaus beträgt die Korngröße von #600-1 etwa 50 nm (Abbildung S3), was kleiner ist als die üblichen Werte (Hunderte von Nanometern), die in früheren Studien berichtet wurden, und zu einer größeren Anzahl von hochohmigen GBs führen kann. Die Ionenleitfähigkeit von #600-1 erreicht jedoch einen Spitzenwert. Diese Fakten geben einen guten Hinweis darauf, dass die hier vorgestellte Strategie zur Senkung der Energiebarriere für Li + der Transport über GBs hinweg ist effektiv. Die Analyse der EIS-Daten zeigt tatsächlich, dass σ de von #600-1 ist um 2 Größenordnungen höher als die von #700-1, obwohl es schwierig zu quantifizieren ist σ Massengut und σ de von #800-1 und #800-2 wegen ihres hohen Korngrenzenwiderstands.

Schlussfolgerungen

Zusammenfassend wurden LLZO-Dünnfilme mit kubischer Phase und amorphen Domänen zwischen kristallinen Körnern durch Einbringen von Ga-Dotierungsmittel und zusätzlichem Li und sorgfältiges Optimieren der Glühtemperatur erhalten. Erstens, die kleine Energiedisparität zwischen Li + Plätze im LLZO-Gitter der kubischen Phase führt zu einer niedrigen Energiebarriere für Li + Transport innerhalb kristalliner Körner. Noch wichtiger ist, dass die amorphen Domänen zusätzliches Li + . bieten freie Plätze um GBs herum und senken so die Energiebarrieren für Li + Transport über GBs durch Lockerung der Raumladungseffekte. Dadurch profitieren Sie von der Li + Transportpfade mit niedrigen Migrationsenergiebarrieren zeigt der vorgestellte LLZO-Dünnfilm eine Ionenleitfähigkeit von 6,36 × 10 −4 S/cm bei Raumtemperatur, was für Anwendungen in TFLBs attraktiv ist.

Verfügbarkeit von Daten und Materialien

Die Autoren erklären, dass die Materialien und Daten dem Leser ohne unangemessene Einschränkung für Materialtransfervereinbarungen unverzüglich zur Verfügung stehen. Alle während dieser Studie generierten oder analysierten Daten sind in diesem Artikel enthalten.

Abkürzungen

Li:

Lithium

Li7 La3 Zr2 O12 (LLZO):

Lithium-Lanthan-Zirkonat

La2 Zr2 O7 (LZO):

Lanthanzirkonat

Li2 CO3 :

Lithiumcarbonat

Ga2 O3 :

Gallium(III)-oxid

MgO:

Magnesiumoxid

Ga:

Gallium

La:

Lanthan

O:

Sauerstoff

Zr:

Zirkonium

Al:

Aluminium

Ta:

Tantal

Ar:

Argon

Ku:

Kupfer

TFLBs:

Dünnschicht-Lithiumbatterien

LiPON:

Lithium-Phosphor-Oxynitrid

Li2 O:

Lithiumoxid

EBg :

Migrationsenergiebarriere für Li + Transport innerhalb eines Korns

EBgb :

Migrationsenergiebarriere für Li + Transport über die Korngrenzen

GBs:

Korngrenzen

σ Gesamt :

Gesamtionenleitfähigkeit

σ de :

Ionenleitfähigkeit der Korngrenze

σ Massengut :

Bulk-Ionenleitfähigkeit

C Massengut :

Massenkapazität

C de :

Korngrenzenkapazität

R :

Widerstand

CPE:

Konstantphasenelement

L :

Abstand zwischen den beiden Kontaktelektroden

S :

Elektrodenbereich

XRD:

Röntgenbeugung

TOF-SIMS:

Flugzeit-Sekundärionen-Massenspektrometrie

HRTEM:

Hochauflösende Transmissionselektronenmikroskopie

EDX:

Energiedispersive Röntgenspektroskopie

EIS:

Elektrochemische Impedanzspektroskopie

AC:

Wechselstrom


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