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High energy density in ultra-thick and flexible electrodes enabled by designed conductive agent/binder composite

Journal of Energy Chemistry 2024年第3期90卷 133-143,I0005页

作者： Xiaoyu Shen Hailong Yu Liubin Ben Wenwu Zhao Qiyu Wang Guanjun Cen Ronghan Qiao Yida Wu Xuejie Huang Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics Institute of PhysicsChinese Academy of SciencesBeijing 100190China Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering University of Chinese Academy of SciencesBeijing 100049China Songshan Lake Materials Laboratory Dongguan 523808Guangdong China

Thick electrodes can increase incorporation of active electrode materials by diminishing the proportion of inactive constituents,improving the overall energy density of batteries.However,thick electrodes fabricated using the conventional slurry casting approach frequently exhibit an exacerbated accumulation of carbon additives and binders on their surfaces,invariably leading to compromised electrochemical properties.In this study,we introduce a designed conductive agent/binder composite synthesized from carbon nanotube and polytetrafluoroethylene.This agent/binder composite facilitates production of dry-process-prepared ultra-thick electrodes endowed with a three-dimensional and uniformly distributed percolative architecture,ensuring superior electronic conductivity and remarkable mechanical resilience.Using this approach,ultra-thick LiCoO_(2)(LCO) electrodes demonstrated superior cycling performance and rate capabilities,registering an impressive loading capacity of up to 101.4 mg/cm^(2),signifying a 242% increase in battery energy density.In another analytical endeavor,time-of-flight secondary ion mass spectroscopy was used to clarify the distribution of cathode electrolyte interphase(CEI) in cycled LCO electrodes.The results provide unprecedented evidence explaining the intricate correlation between CEI generation and carbon distribution,highlighting the intrinsic advantages of the proposed dry-process approach in fine-tu ning the CEI,with excellent cycling performance in batteries equipped with ultra-thick electrodes.

关键词： Conductive agent/binder composite Dry process Ultra-thick electrodes High energy density CEI reconstruction tof-sims

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Revealing the vertical structure of in-situ fabricated perovskite nanocrystals films toward efficient pure red light-emitting diodes

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Fundamental Research 2024年第2期4卷 362-368页

作者： Xian-gang Wu Shipei Sun Tinglu Song Xin Zhang Chenhui Wang Yingguo Yang Shuangpeng Wang Haizheng Zhong MIIT Key Laboratory for Low-Dimensional Quantum Structure and Devices School of Materials Science&EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China Experimental Center of Advanced Materials School of Materials Science&EngineeringBeijing Institute of TechnologyBeijing 100081China Shanghai Synchrotron Radiation Facility(SSRF) Shanghai Institute of Applied PhysicsChinese Academy of SciencesShanghai 201204China Institute of Applied Physics and Materials Engineering University of MacaoMacao 999078China

The development of efficient perovskite light-emitting diodes(PeLEDs)relies strongly on the fabrication of perovskite films with rationally designed structures(grain size,composition,surface,etc.).Therefore,an understanding of structure-performance relationships is of vital importance for developing high-performance perovskite devices,particularly for devices with in-situ fabricated perovskite nanocrystal films.In this study,we reveal the vertical structure of an in-situ fabricated quasi-two-dimensional perovskite film.By combining time-of-flight secondary ion mass spectrometry,energy dispersive spectroscopy,grazing incidence wide-angle X-ray scattering(GIWAXS),and low-temperature photoluminescence spectra,we illustrate that the resulting in-situ fabricated DPPA_(2)Cs_(n-1)Pb_(n)(Br_(0.3)I_(0.7))_(3n+1)(DPPA^(+):3,3-diphenylpropylammonium)film has a gradient structure with a very thin layer of ligands on the surface,predominantly small-n domains at the top,and predominantly large-n domains at the bottom owing to the solubility difference of the precursors.In addition,GIWAXS measurements show that the domain of n=2 on the top layer has an ordered in-plane alignment.Based on the understanding of the film structure,we developed an in-situ fabrication process with ligand exchange to achieve efficient pure red PeLEDs at 638 nm with an average external quantum efficiency(EQE)of 7.4%.The optimized device had a maximum luminance of 623 cd/m^(2) with a peak EQE of 9.7%.

关键词： Light-emitting diodes Perovskite tof-sims Vertical structure in-situ fabrication

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In-situ discrimination of the water cluster size distribution in aqueous solution by tof-sims

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Science China Chemistry 2018年第2期61卷 159-163页

作者： Ying-Ya Liu Yi-Lun Ying Xin Hua Yi-Tao Long Key Laboratory for Advanced Materials & School of Chemistry and Molecular Engineering East China University of Science and Technology

The size distribution and molecular structure of water clusters play a critical role in the chemical,biological and atmospheric process.The common experimental study of water clusters in aqueous solution is challenged due to the influence of local H-bonding environments on vibration spectroscopies or vacuum requirements for most mass spectrometry technologies.Here,the time-of-flight secondary ion mass spectrometry(To F-sims)combining with a microfluidic chip has been applied to achieve the in-situ discrimination of the size distribution for water clusters in liquid water at room temperature.The results demonstrated that the presented method is highly system stable,reproducible and accurate.The comparison of heavy water with pure water was made to further demonstrate the accuracy of this technique.These results showed that(H_2O)_3H^+ and (D_2O)_4D^+ are the most dominant clusters in pure and heavy water,respectively.This one water molecule difference in the dominant cluster size may due to the nuclear quantum effects on water’s hydrogen bonded network.It is the first time to experimentally show the size distribution of water clusters over a wide range(n=1–30)for

关键词： tof-sims 分发尺寸水辨别簇试验性光谱学

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飞行时间二次离子质谱(tof-sims)在矿物包裹体研究中的应用

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岩石矿物学杂志 2023年第3期42卷 451-464页

作者：王梦琴蔡克大李展平中国地质大学地球科学与资源学院地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 清华大学化学系有机光电子与分子工程教育部重点实验室北京100084

矿物包裹体的化学成分研究在地质学、矿床学和油气勘探等方面具有重要意义。目前对包裹体化学成分分析的主要分析方法有激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、电子探针(EPMA)、显微激光拉曼光谱(LRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、... 详细信息

矿物包裹体的化学成分研究在地质学、矿床学和油气勘探等方面具有重要意义。目前对包裹体化学成分分析的主要分析方法有激光烧蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)、电子探针(EPMA)、显微激光拉曼光谱(LRS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、质子诱发X射线光谱分析(PIXE)、同步辐射X射线荧光光谱(SXRF)和(传统的)二次离子质谱分析(sims)等。本文在对上述方法的分析特点进行简单介绍的基础上,重点阐述了对于矿床学样品表征具有广泛应用潜力的飞行时间二次离子质谱(tof-sims)的原理、特点和技术优势,总结了国内外学者应用tof-sims对矿物包裹体化学成分分析的研究进展与存在问题,并做了相关领域的展望。

关键词：矿物包裹体 tof-sims 表面分析

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tof-sims Study of the Hydrocarbon-generating Potential of Mineral-Bituminous Groundmass

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Acta Geologica Sinica(English Edition) 2000年第1期74卷 84-92页

作者： DAI Shifeng REN Deyi YANG Jianye ZHANG Weibiao JIAO Fangli Beijing Graduate School China University of Mining and Technology P.O. Box 9 DU Xueyuan Road Beijing 100083

The tof-sims fragment peak ascription of organic and inorganic ions of mineral-bituminous groundmass of Jurassic source rocks in the Turpan-Hami and Junggar basins was studied by using the high-resolution Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometer (tof-sims). The characteristics of spectrum distribution and constitution of fragment ions of the mineral-bituminous groundmass are discussed; then the methods of evaluating its hydrocarbon-generating potential are developed. In addition, the typical parameters, XAL, Yox and ZAR, for indicating the hydrocarbon-generating potential of mineral-bituminous and other organic matter in source rocks are put forward to reflect the aliphatic, oxygenous, and aromatic structures. It is confirmed by Rock-Eval that these parameters are significant in evaluating hydrocarbon generation. Moreover, the detection of the nitrogenous and oxygenous fragment ion, CH5NO3+, in the mudstone formed in semi-deep lakes and in the carbargilite formed in the arms of lakes reflects the fact that microbes take an active part in biologic degradation.

关键词： tof-sims mineral-bituminous groundmass fragment ion hydrocarbon-generating potential

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基于tof-sims的指纹增强处理技术

基于TOF-SIMS的指纹增强处理技术

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作者：孙令辉中国人民公安大学

学位级别：硕士

指纹作为法庭科学领域的重要物证,在个体识别与司法审判中发挥着重要作用。传统指纹检验技术简易快捷、应用广泛,但难以满足对指纹多元分析的溯源需求。飞行时间二次离子质谱(tof-sims)成像技术具有高分辨、多组分、原位准无损的分析优... 详细信息

指纹作为法庭科学领域的重要物证,在个体识别与司法审判中发挥着重要作用。传统指纹检验技术简易快捷、应用广泛,但难以满足对指纹多元分析的溯源需求。飞行时间二次离子质谱(tof-sims)成像技术具有高分辨、多组分、原位准无损的分析优势,可同时获取指纹的形态信息与化学信息。本文从实战角度出发,立足tof-sims的仪器特点与法庭科学研究需求,将传统指纹检验与仪器分析技术相结合,针对显现后指纹的形态信息增强、化学信息挖掘以及指纹遗留时间三部分开展下列研究:第一部分,依托tof-sims高分辨化学成像,对显现后的汗潜指纹进行成像增强。从渗透性客体、非渗透性客体、疑难客体纺织物出发,较为系统地探究了在传统显现方法效果不佳时,tof-sims对汗潜指纹的增强显现作用,为传统指纹显现技术与tof-sims的联用奠定理论基础;除了获得较好的成像增强效果,实验还发现渗透性客体上指纹的汗孔特征成像并不稳定,受客体自身、显现方法等因素影响较大。第二部分,通过tof-sims高灵敏质谱检测,获取显现后指纹中外源物质的化学信息,为分析遗留者接触的物质提供依据。选择常用药品对乙酰氨基酚片与派瑞松乳膏作为外源性物质,实验发现,接触了上述药品遗留的潜在手印经显现后,tof-sims仍能检出药物的特征离子峰;此外,本文还分析了经四甲基联苯胺显现后的血指纹,tof-sims不但能增强血指纹成像,还检出了显色反应产物四甲基联苯胺蓝的碎片离子。第三部分,从物质信号与成像两个维度,初步探究利用tof-sims预测指纹遗留时间的可行性。检测并分析10名志愿者遗留的汗指纹与油指纹,首先提取104种指纹物质离子信号,通过Mann-Whitney秩和检验分析差异性筛选出15种离子信号,随后用PCA进行数据降维,把降维后的数据输入SVM中进行分析预测,5天内的指纹判断遗留1-2天或3-5天准确率达70%以上;此外,实验还针对3个月内自然遗留的指纹进行化学成像分析,研究发现利用Na、K成像后的纹线形态和离子强度随时间发生的规律性变化,或可为判断遗留时间提供参考。本文利用tof-sims增强指纹成像,为显现不佳指纹的后处理提供了可靠方法;通过检测显现后指纹中的外源性沾染物,体现了传统显现方法与tof-sims检测联用的优势;借助化学成像与质谱检测,为推测指纹遗留时间做出了可行性探讨。

关键词：刑事科学技术 tof-sims 潜在手印增强处理遗留时间

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XPS和tof-sims在硬盘驱动器(HDD)磁头表面微污染分析中的应用

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理化检验（化学分册） 2001年第2期37卷 59-61页

作者：刘义为 Moulder J F Vlasak P R 蒋致诚 JIANG Zhi-cheng 广东省东莞市新科磁电厂MTE部东莞523087 Physical Electronics PHI 6509 Flying Cloud Drive Eden Prairie Visiting Professor from Lanzhou Institute of Chemical Physics Chinese Academy of Science

XPS和 tof- sims表面分析仪器联用分析磁头臂焊接位表面有机微污染物成分 ,找出污染物的来源 ;XPS能够提供污染物中元素组成及价态信息 ,而 tof- sims能够提供其分子信息。试验证明两者联用是分析表面有机微污染物强有力的手段。

关键词： XPS tof-sims 硬盘驱动器磁头磁臂焊接位表面有机微污染物分析方法

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高分辨率钼/硅纳米多层膜tof-sims和Pulsed-RF-GDOES深度谱的定量分析

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真空 2023年第1期60卷 17-22页

作者：马泽钦李海鸣庄妙霞李婷婷李镇舟蒋洁连松友王江涌徐从康汕头大学理学院物理系广东汕头515063 汕头大学理学院数学系广东汕头515063 广东省半导体材料与器件研究中心广东汕头515063

飞行时间二次离子质谱(tof-sims)和脉冲射频辉光放电发射光谱(Pulsed-RF-GDOES)是两种重要的深度剖析技术,前者广泛应用于半导体工业的质量控制,后者主要应用于工业涂层及表面氧(氮)化层的分析。Mo/Si纳米多层膜由于其出色的反射特性被... 详细信息

飞行时间二次离子质谱(tof-sims)和脉冲射频辉光放电发射光谱(Pulsed-RF-GDOES)是两种重要的深度剖析技术,前者广泛应用于半导体工业的质量控制,后者主要应用于工业涂层及表面氧(氮)化层的分析。Mo/Si纳米多层膜由于其出色的反射特性被广泛应用于纳米光刻、极紫外显微镜等领域。本文利用原子混合-粗糙度-信息深度(MRI)模型分辨率函数,通过卷积及反卷积方法分别对Mo(3.5nm)/Si(3.5nm)多层膜的tof-sims和Pulsed-RF-GDOES深度谱数据进行了定量分析,获得了相应的膜层结构、膜层间界面粗糙度及深度分辨率等信息。结果表明:GDOES深度剖析产生了较大的溅射诱导粗糙度,sims的深度分辨率优于GDOES。

关键词： Pulsed-RF-GDOES tof-sims MRI模型深度分辨率卷积反卷积

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飞行时间二次离子质谱(tof-sims)分析技术

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矿物岩石地球化学通报 2020年第6期39卷 1173-1190页

作者：李展平有机光电子与分子工程教育部重点实验室清华大学化学系北京100084

飞行时间二次离子质谱(tof-sims)是目前应用最广泛的表面分析技术之一,是一种具有高质量分辨本领(质量分辨率)和高空间分辨(空间分辨率)的表面分析技术,适用于有机、无机、生物、医学、电子、地质/考古、环境等各种领域的各种固体材料... 详细信息

飞行时间二次离子质谱(tof-sims)是目前应用最广泛的表面分析技术之一,是一种具有高质量分辨本领(质量分辨率)和高空间分辨(空间分辨率)的表面分析技术,适用于有机、无机、生物、医学、电子、地质/考古、环境等各种领域的各种固体材料的分析。本文对tof-sims分析技术的发展、原理、基本构成、特点和应用领域等方面做了全面介绍。

关键词： tof-sims 表面分析固体材料分析

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表面残留有机沾污物的tof－sims及XPS研究

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分析测试学报 1996年第2期15卷 1-5页

作者：邓朝辉林晶任云珠宗祥福复旦大学材料科学系

飞行时间次级离子质谱（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）结合Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析了用化学方法清洗后、银片上残留的未知的有机物。结果显示，有机沾污物主要是一些含１８～３０碳原子、碳链饱和度很高的酮类和酯类化合物；个别有机物可... 详细信息

飞行时间次级离子质谱（ＴＯＦ－ＳＩＭＳ）结合Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）分析了用化学方法清洗后、银片上残留的未知的有机物。结果显示，有机沾污物主要是一些含１８～３０碳原子、碳链饱和度很高的酮类和酯类化合物；个别有机物可能是硬脂酰胺。这种结构特点使有机物中的Ｃ＝Ｏ基团易于采取氧原子指向基体表面的取向，通过带部分负电荷的氧原子与金属基体镜像力的作用而增强粘附。ＴＯＦ－ＳＩＭＳ二维离子像显示有机沾污物在银片表面上呈极稀薄的均匀分布。

关键词： tof-sims XPS 有机沾污物银片

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