Trong nghiên c?u g?n ?ay, vi?c thi?t k? và ?i?u ch?nh các ??c tính c?a v?t li?u b?ng cách k?t h?p k? thu?t khuy?t t?t hi?n ?ang là m?t ?i?m nóng trong nghiên c?u. Trong các oxit kim lo?i chuy?n ti?p, sulfua và các v?t li?u khác, s? hi?n di?n c?a các khuy?t t?t s? làm thay ??i ?áng k? c?u trúc ?i?n t? và tính ch?t hóa(chǎn) h?c c?a chúng, do ?ó ??t ???c ?ng d?ng r?ng r?i c?a chúng trong l?nh v?c l?u tr? và chuy?n ??i n?ng l??ng. Ví d?, trong thi?t k? c?u trúc c?a v?t li?u pin, vi?c ??a ra ??nh l??ng các khuy?t t?t có th? c?i thi?n ?? d?n ?i?n c?a v?t li?u, cung c?p các v? trí ho?t ??ng h?n và c?i thi?n s? chuy?n pha c?a v?t li?u trong quá trình nung ch?y ?? ??t ???c hi?u su?t ?i?n hóa(chǎn) cao h?n. ?? ??t ???c m?c tiêu này, b?ng cách quan sát và xác ??nh ??c ?i?m các khuy?t t?t c?a v?t li?u, các nhà nghiên c?u có th? m? ra cánh c?a m?i cho l?nh v?c nghiên c?u v?t li?u l?u tr? n?ng l??ng b?ng cách nghiên c?u m?i quan h? gi?a c?u trúc và tính ch?t c?a v?t li?u t? c?p ?? nguyên t?. M?c dù kh?ng còn hi?m khi s? d?ng HRTEM, XPS, EELS và các c?ng ngh? khác ?? m? t? các khuy?t t?t c?a v?t li?u, nh?ng các k? thu?t này ch? có th? gi?i h?n trong vi?c nghiên c?u các khu v?c c?c b? c?a b? m?t v?t li?u, ???c kéo c?ng ?? nghiên c?u khuy?t t?t t?ng th? c?a v?t li?u. Ngoài ra, các k? thu?t này ch? có th? h? tr? phan tích bán ??nh l??ng các khuy?t t?t b? m?t c?a v?t li?u, còn ??i v?i các m?u dày h?n thì “n?m ngang ??nh núi, ?? sau chênh l?ch”. ??c bi?t ??i v?i nh?ng m?u có b? m?t và khuy?t t?t bên trong khác nhau thì l?i càng b?t l?c. ? ?ay, tác gi? ?? biên so?n m?t s? ph??ng pháp ??c tr?ng khuy?t t?t c?p cao ?? m? t? c?u trúc và n?i dung khuy?t t?t t? ?i?m toàn ph?n v? m? c?a v?t li?u trong l?nh v?c nghiên c?u khuy?t t?t v?t li?u n?m 2018 và phan tích nh? sau. N?u có gì ch?a hoàn thi?n, hoan nghênh b?n b? sung.

[quang ph? tri?t tiêu positron]

Ph? tri?t tiêu positron, còn ???c g?i là ph? th?i gian h?y positron (PILS), là m?t k? thu?t th? nghi?m kh?ng phá h?y m?i cho các v?t li?u nghiên c?u các ??c tính c?a v?t li?u t? c?p ?? nguyên t?. K? thu?t này th??ng ???c s? d?ng ?? phát hi?n s? hi?n di?n c?a các khuy?t t?t và ch? tr?ng trong v?t li?u r?n. Nguyên t?c c?a k? thu?t phát hi?n này là phát hi?n th?i gian th? gi?n gi?i phóng tia gamma trong quá trình h?y b?ng cách s? d?ng quá trình h?y khi positron t??ng tác v?i các electron. ?? dài c?a th?i gian th? gi?n ph? thu?c vào kích th??c l? r?ng c?a v?t li?u, t?c là kích th??c c?a kho?ng tr?ng. Vi?c ?ánh giá gián ti?p các khuy?t t?t ? c?p ?? nguyên t? trong v?t li?u d?a trên th?i gian th? gi?n c?a quá trình d?p t?t làm cho k? thu?t ?óng m?t vai trò r?t l?n trong thi?t k? khuy?t t?t và ??c tính c?a v?t li?u l?u tr? n?ng l??ng.

M?t nghiên c?u g?n ?ay v? v?t li?u molypden disulfide pha t?p palladium ?? ???c báo cáo trong bài báo trên Nature Communications (NAT. COMMUN., 2018, 9, 2120). K? thu?t này ???c s? d?ng ?? m? t? các khuy?t t?t ???c t?o ra sau khi pha t?p, nh? th? hi?n trong hình. Các nhà nghiên c?u phát hi?n ra r?ng sau khi v?t li?u MoS2 ???c pha t?p ch?t v?i palladium 1%, th?i gian gi?n τ1 c?a khuy?t t?t m?ng tinh th? và th?i gian gi?n ra τ2 c?a khuy?t t?t tr?ng ???c kéo dài ?áng k?. Trong ?ó τ1 ???c kéo dài t? 183,6 giay ??n 206,2 giay, trong khi τ2 ???c kéo dài t? 355,5 giay ??n 384,6 giay. S? gia t?ng th?i gian th? gi?n này ?ánh d?u s? gia t?ng kích th??c khi?m khuy?t. Ngoài ra, c??ng ?? c?a th?i gian gi?n c?ng ???c c?i thi?n, có ngh?a là hàm l??ng khuy?t t?t trong v?t li?u sau khi pha t?p ch?t cao h?n ?áng k? so v?i v?t li?u molypden disulfua ch?a pha t?p.

[Ph? c?u trúc t?t h?p th? tia X m? r?ng]

C?u trúc m?n h?p th? tia X m? r?ng (XANES) là s? phan tích m?i tr??ng hóa(chǎn) h?c xung quanh nguyên t? c?a v?t li?u b?ng hi?n t??ng h?p th? tia X kéo dài ???c t?o ra b?i hu?nh quang ho?c quang ?i?n t? do b?c x? tia X c?a m?u phát ra. Hi?n t??ng h?p th? tia X kéo dài ???c xác ??nh b?i hàm ??t hàng trong ph?m vi ng?n. T? ph? c?u trúc, có th? thu ???c các d? li?u nh? ki?u, kho?ng cách và s? ph?i trí c?a các nguyên t? lan c?n c?a nguyên t? h?p th?. S? l??ng khuy?t t?t có th? ???c xác ??nh m?t cách ??nh tính b?ng cách quan sát s? d?ch chuy?n kho?ng cách c?a các nguyên t? ph?i trí li?n k? và c??ng ?? c?a các pic.

G?n ?ay, bài báo nghiên c?u c?a Advanced Energy Material ?? báo cáo vi?c s? d?ng c?ng ngh? XANES ?? nghiên c?u khuy?t t?t c?a CaMnO3 làm v?t li?u ?i?n c?c (Adv. Energy Mater. 2018, 1800612). Các nhà nghiên c?u ?? s? d?ng quang ph? XAS và XANES ?? phan tích các khuy?t t?t oxy trong v?t li?u. T? ph? XANES có th? th?y r?ng c??ng ?? ??nh c?a CMO / S-300 th?p h?n ?áng k? so v?i CMO, ?i?u này ch?ng t? s? gi?m tr?ng thái hóa(chǎn) tr? c?a v?t li?u sau khi kh? l?u hu?nh. Trong b?n ?? sau khi bi?n ??i Fourier, ng??i ta th?y r?ng c??ng ?? ??nh c?a ph? CMO / S-300 th?p h?n c?a CMO và kho?ng cách t??ng ?ng v?i m?t s? ??nh b? d?ch chuy?n so v?i CMO. Nh?ng d? li?u này minh h?a nh?ng thay ??i c?u trúc trên b? m?t c?a CMO / S-300 sau khi kh? l?u hu?nh và s? hình thành các khuy?t t?t oxy.

[Ph? ph?n h?i quay ?i?n t?]

C?ng h??ng spin ?i?n t?, còn ???c g?i là ph?n ?ng c?ng h??ng thu?n t? (EPR), là s? chuy?n ??i c?ng h??ng gi?a các m?c n?ng l??ng t? x?y ra trong t? tr??ng kh?ng ??i trong m?u d??i tác d?ng c?a tr??ng ?i?n t? t?n s? v? tuy?n. Khi tác d?ng m?t sóng ?i?n t? có t?n s? ν theo ph??ng vu?ng góc v?i t? tr??ng ngoài B thì n?ng l??ng mà êlectron t? do c?a v?t li?u thu ???c là hν. Khi m?i quan h? gi?a ν và B th?a m?n hν = gμB, m?t s? chuy?n ??i m?c t? tính x?y ra, t??ng ?ng v?i m?t ??nh h?p th? xu?t hi?n trên EPR. Giá tr? c?a g ???c xác ??nh b?i m?i tr??ng hóa(chǎn) h?c trong ?ó có các electron ch?a ghép ??i. Các h?p ch?t khác nhau có giá tr? g khác nhau.

M?t nghiên c?u g?n ?ay c?a Advanced Function Material ?? báo cáo vi?c s? d?ng c?ng ngh? EPR ?? nghiên c?u h?n h?p MoS2-Mxene pha 1T-2H có ch?a các khuy?t t?t l?u hu?nh làm v?t li?u ?i?n c?c cho pin lithium-sulfur (Adv. Funct. Mater. 2018, 1707578). Các nhà nghiên c?u ?? t?ng h?p m?t h?n h?p v?i MoS2 và MXene pha 1T-2H. B?ng cách gi?m khí amoniac, v?t li?u có các m?c ?? khuy?t t?t l?u hu?nh khác nhau ?? ???c thu ???c và c?u trúc c?a chúng ???c ??c tr?ng. B?ng cách s? d?ng phan tích th? nghi?m EPR, ng??i ta th?y r?ng các v?t li?u có th?i gian x? ly amoniac khác nhau có ch?a m?t l??ng khuy?t t?t l?u hu?nh nh?t ??nh, t??ng ?ng v?i ??nh h?p th? có giá tr? ag là 2,0. Ngoài ra, khi th?i gian x? ly amoniac kéo dài, ??nh khuy?t t?t l?u hu?nh d?n tr? nên m?nh h?n và r?ng h?n, ?i?u này ch?ng t? r?ng các khuy?t t?t trong v?t li?u t?ng d?n khi x? ly khí amoniac. S? hi?n di?n c?a m?t s? l??ng l?n các ch? tr?ng l?u hu?nh làm cho v?t li?u có ?i?n tích d??ng c?c b?, do ?ó làm t?ng s? h?p ph? c?a các anion polysulfide và ??t ???c hi?u qu? ?c ch? polysulfide.

【b?n tóm t?t】

Trong nh?ng n?m g?n ?ay, nghiên c?u v? khuy?t t?t khuy?t t?t trên v?t li?u ?? tr? thành m?t ch? ?? r?t nóng. Tuy nhiên, h?u h?t các nghiên c?u v?n ?ang ? giai ?o?n tìm hi?u các khi?m khuy?t. Vì ly do này, là m?t nhà khoa h?c v?t li?u, chúng ta nên bi?t th? gi?i và thay ??i th? gi?i. Trong quá trình nghiên c?u, chúng ta kh?ng ch? ph?i nh?n ra th? gi?i vi m? c?a các khuy?t t?t mà còn ph?i c?i ti?n và ki?m soát các khuy?t t?t b?ng các ph??ng pháp t?ng h?p ho?c chu?n b? nh?t ??nh. Hoa tàn kh?ng ph?i là th? v? tam, thành Chunni h?n t? ph??ng. Các khuy?t t?t d??ng nh? làm gi?m hi?u su?t c?a v?t li?u kh?ng nh?ng kh?ng có tác ??ng tiêu c?c ??n b?n than v?t li?u sau khi thi?t k? ??nh h??ng, mà còn cung c?p cho các nhà nghiên c?u kh? n?ng t?i ?u hoá v?t li?u t? c?p ?? nguyên t?, ?? v?t li?u ?i?n c?c có hi?u su?t t?t h?n. nói chung. M? r?ng ?ng d?ng r?ng r?i c?a nó trong l?u tr? n?ng l??ng và khoa h?c nano và k? thu?t v?t li?u khác.