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表面能

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表面能相关的资讯

  • 应用:通过表面能表征等离子体对聚合物表面的处理效果
    研究背景等离子体处理是聚合物表面改性的一种常用方法,一方面等离子体中的高能态粒子通过轰击作用打断聚合物表面的化学键,等离子体中的自由基则与断开的化学键结合形成极性基团,从而提高了聚合物表面活性;另一方面,高能态粒子的轰击作用也会使聚合物表面微观形貌发生改变 。本文提出通过等离子体处理提高 PP的胶粘接强度。利用KRÜ SS光学接触角测量仪DSA100分析了等离子体处理对于PP表面的接触角、自由能的影响。利用胶粘剂将 PP薄膜与铝箔粘接到一起,采用T剥离强度试验方法对PP的胶粘接强度进行了测试,结果表明等离子体处理可以显著提高 PP的胶粘接强度。DSA100型液滴形状分析仪试验样品制备由于PP薄膜表面可能会有油污、脱模剂等残留物,本文采用超声清洗方法对其表面进行实验前的处理。结果与讨论1.PP表面接触角系统分析了等离子体改性的射频功率和处理时间对于PP表面接触角的影响。首先,将处理时间恒定为 120 s,射频功率分别选取了 80 W、120 W、180 W、240 W 和300 W。如图1(a) 所示,PP表面经等离子体处理后,去离子水和二碘甲烷的接触角均有较明显的下降。当射频功率超过120 W时,接触角下降趋势缓慢,此时去离子水的接触角由99.08°降到了79.25°,二碘甲烷的接触角则由69.31°降到了59.39°。当射频功率达到300 W时,去离子水的接触角为 74.88°,二碘甲烷的接触角为55.88°。去离子水属于极性溶液,它的接触角越小表明PP表面润湿性越好,PP与胶粘剂的粘接强度将越高。 图1.薄膜表面接触角的变化其次,将射频功率恒定为 80 W,处理时间分别为30 s、60 s、120 s、300 s和600 s,PP表面的接触角与处理时间的关系如图1(b)所示。可见,随着处理时间的增长,接触角逐渐减小。当处理时间长于120 s时,接触角变化缓慢,此时去离子水的接触角由 99.08°降到了77.39°,二碘甲烷的接触角由69.31°降到了56.05°。结合上述两个实验结果,本文选择射频功率120 W和处理时间120 s作为后续的PP等离子体改性工艺参数数值。2.PP表面自由能本文采用Owens二液法 ,通过测量去离子水和二碘甲烷在 PP表面的接触角,计算出PP表面的自由能。PP表面自由能与射频功率和处理时间的关系如图2所示。从图中可以看出,PP在等离子体处理后,色散分量和极性分量均有所提升,其中极性分量的提升更显著,PP的表面自由能得到了较大提高。经计算,未经等离子体处理的 PP表面色散分量、极性分量和自由能分别为18.68 mJ/m 2 、12.12 mJ/m 2 、30.8 mJ/m 2 ,经等离子体处理后的PP表面色散分量、极性分量和自由能分别为22.27mJ/m 2 、26.64 mJ/m 2 、48.91 mJ/m 2 。即,经等离子体处理后,PP表面色散分量增加了 19.22%,极性分量增加了119.8%,自由能增加了58.8%。可见,PP表面自由能的提高主要归因于极性分量的增加,而极性分量的增加则是由于等离子体处理使得PP表面形成了极性基团,从而有助于提高PP的胶粘接强度。 图2.PP表面自由能3.PP胶接强度根据T剥离强度试验记录的最大剥离力和最小剥离力计算得到平均剥离力(FT),而剥离强度(σT)为 式中:B为测试样品的宽度 ,本文测试样品的宽度为25 mm。在剥离过程中,可以看到胶粘剂形成的胶膜完全保留在铝箔表面,证明胶粘剂对铝箔的粘附性远高于对PP薄膜的粘附性,即通过该实验测试到的剥离强度为PP与胶粘剂之间的粘接强度。未改性的 PP薄膜和改性后的PP薄膜的剥离力与剥离长度的关系曲线如图3所示,由于夹持位置的差异,PP薄膜与铝箔之间开始出现分离的位置稍有不同。在二者刚出现分离时,剥离力较大,之后剥离力逐渐下降并保持稳定。根据上述公式可以计算出,未改性的PP薄膜最小剥离强度为588 kN/m,最大剥离强度为 661.2 kN/m,平均剥离强度为 624.8 kN/m;与之对应,改性后的PP薄膜最小剥离强度为734 kN/m,最大剥离强度为810.8 kN/m,平均剥离强度为775.2 kN/m。即,PP薄膜经过等离子体改性处理后最小剥离强度提高了24.83%,最大剥离强度提高了22.63%,平均剥离强度提高了24.07%。 图3.剥离长度和剥离力的关系结论本文从接触角、表面自由能等方面揭示了等离子体处理提高PP材料胶粘接强度的机理。实验结果表明,经过等离子体改性处理后,PP表面由疏水性变为亲水性,去离子水的接触角由99°减小到了75°,PP表面自由能由31 mJ/m 2 增大到了49 mJ/m 2 ,同时PP表面整体上变得凸凹不平,且出现了大量纳米级凸起和凹坑。PP表面发生的这些化学和物理变化共同作用,使得PP的胶粘接强度提高了24%。参考文献隋裕,吴梦希,刘军山.等离子体处理对于聚丙烯胶粘接强度的影响[J].机电工程技术,2023,52(01):30-32.
  • 北大彭海琳团队:通过梯度表面能调制集成晶圆级超平面石墨烯
    石墨烯等二维材料的载流子迁移率高、光-物质相互作用强、物性调控能力优,在高带宽光电子器件领域具有重要的科学价值和广阔的应用前景。当前,发展与主流半导体硅工艺兼容的二维材料集成技术受到业内广泛关注,其中首要的挑战是将二维材料从其生长基底高效转移到目标晶圆衬底上。然而,传统的高分子辅助转移技术通常会在二维材料表面引入破损、皱褶、污染及掺杂,严重影响了二维材料的光电性质和器件性能。因此,实现晶圆级二维材料的无损、平整、洁净、少掺杂转移是二维材料面向集成光电子器件应用亟待解决的关键问题。  针对这一难题,北京大学化学与分子工程学院彭海琳课题组与国防科技大学秦石乔、朱梦剑课题组合作,设计了一种梯度表面能调控(gradient surface energy modulation)的复合型转移媒介,可控调节转移过程中的表界面能,保证了晶圆级超平整石墨烯向目标衬底(SiO2/Si、蓝宝石)的干法贴合与无损释放,得到了晶圆级无损、洁净、少掺杂均匀的超平整石墨烯薄膜,展示了均匀的高迁移率器件输运性质,观测到室温量子霍尔效应及分数量子霍尔效应,并构筑了4英寸晶圆级石墨烯热电子发光阵列器件,在近红外波段表现出显著的辐射热效应。该转移方法具有普适性,也适用于其它晶圆级二维材料(如氮化硼)的转移。研究成果以“Integrated wafer-scale ultra-flat graphene by gradient surface energy modulation”为题,于9月15日在线发表在《自然-通讯》(Nature Communications 2022, 13, 5410)。  文章指出,二维薄膜材料从一表面到另一表面的转移行为主要由不同表界面间的能量差异决定。衬底的表面能越大,对二维薄膜有更好的浸润性及更强的附着能,更适合作为薄膜转移时的“接受体”;反之,衬底的表面能越小,其更适合作为薄膜转移时的“释放体”。因此,作者设计制备了表面能梯度分布的转移媒介【如图1,聚二甲基硅氧烷(PDMS)/PMMA/冰片】,其中冰片小分子层吸附在石墨烯表面,有效降低了石墨烯的表面能,保证石墨烯向目标衬底贴合过程中,衬底的表面能远大于石墨烯的表面能,进而实现良好的干法贴合;另一方面,转移媒介上层的PDMS高分子膜具备最小的表面能,能够实现石墨烯的无损释放。此外,该转移方法还有以下特点:PDMS作为支撑层可以实现石墨烯向目标衬底的干法贴合,减少界面水氧掺杂;容易挥发的冰片作为小分子缓冲层能有效避免上层PMMA高分子膜对石墨烯的直接接触和残留物污染,得到洁净的石墨烯表面;高分子PMMA层的刚性使得石墨烯转移后依旧保持超平整的特性。图1 晶圆级二维材料的梯度表面能调控转移方法  基于梯度表面能调控转移的石墨烯薄膜具备无损、洁净、少掺杂、超平整等特性,展现出非常优异的物理化学性质(如图2)。转移后4英寸石墨烯晶圆的完整度高达99.8%,电学均匀性较好,4英寸范围内面电阻的标准偏差仅为6%(655 ± 39 Ω/sq)。转移到SiO2/Si衬底上石墨烯的室温载流子迁移率能够达到10000 cm2/Vs,并且能够观测到室温量子霍尔效应以及分数量子霍尔效应(经氮化硼封装,1.7K)。基于SiO2/Si衬底上4英寸石墨烯晶圆,成功构筑了热电子发光阵列器件,在较低的电功率密度下(P = 7.7 kW/cm2)能够达到较高的石墨烯晶格温度(750K),并在近红外波段表现出显著的辐射热效应(如图3)。  图2 梯度表面能调控转移的石墨烯晶圆。(a)无损转移到SiO2/Si衬底上高完整度4英寸石墨烯晶圆;(b)超平整石墨烯与粗糙石墨烯褶皱数目的对比(5×5 μm2范围内)及典型的原子力显微镜图片对比(内嵌图);(c)转移后4英寸石墨烯晶圆的面电阻;(d)梯度表面能调控与传统湿法转移的石墨烯的电学转移曲线对比;(e)转移到SiO2/Si上的石墨烯在不同温度下的霍尔曲线及室温量子霍尔效应;(f)转移后石墨烯(氮化硼封装,1.7 K)的朗道扇形图,表现出分数量子霍尔效应。  图3 晶圆级石墨烯热电子发光阵列器件。(a)石墨烯热电子发光示意图;(b)基于4英寸晶圆石墨烯的热电子发光阵列;(c)石墨烯热电子发光阵列的光学显微镜照片;(d)器件在电功率密度为3.0 kW/cm2时的红外照片;(e)器件在不同电功率密度下的辐射光谱;(f)石墨烯晶格温度随电功率密度的变化。  此外,梯度表面能调控转移方法可作为晶圆级二维材料(石墨烯、氮化硼、二硫化钼等)向工业晶圆转移的通用方法,有望为高性能光电子器件的集成奠定技术基础。  该论文的共同通讯作者为北京大学彭海琳教授和国防科技大学秦石乔教授、朱梦剑副研究员。共同第一作者是北京大学前沿交叉学科研究院博士研究生高欣、北京大学化学学院博士毕业生郑黎明、国防科技大学前沿交叉学科学院罗芳博士、北京大学化学学院博雅博士后钱君。其他主要合作者还包括北京大学化学学院刘忠范教授、北京大学材料学院林立特聘研究员、北京石墨烯研究院尹建波研究员和孙禄钊研究员、及长春工业大学高光辉教授等。  该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、北京分子科学国家研究中心、腾讯基金会等项目资助,并得到了北京大学化学与分子工程学院分子材料与纳米加工实验室(MMNL)仪器平台的支持。  原文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-022-33135-w
  • 应用 | 基于表面能理论和拉拔试验的铁尾矿和沥青黏附性研究
    研究背景铁尾矿是铁矿石经破碎、筛分、研磨、分级、浮选等工艺流程,筛选出铁元素后的剩余产物,其主要成分与公路工程用集料相同。但现阶段我国的铁尾矿综合利用率较低,主要采取堆存方式进行处置,该做法造成了资源的浪费。公路工程建设过程中需要大量的筑路材料,若能将铁尾矿用作筑路材料,即可以降低公路工程造价,也可减少其对环境的污染。本文以表面自由能理论为依据,采用座滴法测量铁尾矿和不同沥青的表面能参数,并计算沥青与不同集料间的粘附功,以衡量铁尾矿与沥青间的粘附性能。实验方法与仪器1.表面能测试本文使用蒸馏水、甘油以及甲酰胺作为测定接触角的试剂,后测定这三种试剂在试样表面的接触角,并计算沥青与集料的表面能及其分量。本文采用德国KRÜ SS公司的DSA100接触角测量仪在25℃下对四种集料和沥青的接触角进行测试。DSA100接触角测试仪2.原材料本文研究过程中采用东海70号沥青、SBS改性沥青(I-D)和SBR改性乳化沥青蒸发残留物三种沥青,集料采用石灰岩、玄武岩和铁尾矿石。原材料各项技术均能满足现行技术规范要求,其中沥青技术指标如表1所示,四种集料矿物成分如表2所示。表1 沥青技术指标表2 矿物成分组成表结果与讨论1.接触角图1 接触角测试结果由图1实验结果可以发现,四种集料与测试液体的接触角差别较小,且不同材料与各测试液体的接触角试验的重复性较高。其主要原因可能是,各集料在测试前均对其表面进行了分割和磨平,这使得其空隙情况差别不大,因此各接触角差别不是很大。整体而言,蒸馏水与集料间的接触角随SiO2含量的增加而减小,其主要原因是水为极性分子,SiO2对水的极性能力较大,二者接触时更倾向于吸附更多的水以平衡表面力场,降低表面能,所以表现出水与集料间的接触角随SiO2含量的增加而减小的现象。SBS改性沥青与水和甘油间的接触角最大,SBR改性乳化沥青蒸发残留物与水间的接触角次之,基质沥青最小;SBR改性乳化沥青蒸发残留物与甲酰胺间的接触角最大,SBS改性沥青次之,基质沥青最小。图2γL与γLcosθ的关系为进一步验证测试结果的准确性,将不同测试液体的表面能γL与γLCOSθ进行线性拟合,结果如图2。由图 2可以发现,测试液体的表面能γL与γLCOSθ 线性拟合后的相关系数(R2)均大于0.90。表明二者之间具有良好的线性关系,即测试结果可靠。2.表面自由能图3表面能计算结果分别综合3种测试液体的表面能参数及其在集料和沥青的接触角计算集料和沥青的表面能及其分量,计算结果如图3所示。由图3(a)-(c)可以看出,四种集料的表面能相差不大,其中石灰岩的表面能最大,铁尾矿1的表面能最小,该现象的主要原因是石灰岩中的SiO2含量最小,铁尾矿1中SiO2含量最大,已有研究结果表明集料的表面能与SiO2含量呈负相关关系。四种集料中,铁尾矿2的极性分量最大,色散分量最小,石灰岩的极性分量最小,色散分量最大。由(d)-(f)三种沥青的表面能存在较大的差异,其中SBS改性沥青的表面能最大,SBR改性乳化沥青蒸发残留物的表面能最小,其可能原因是改性乳化沥青制备过程中需要加入乳化剂,乳化剂的作用原理是降低沥青与水间的界面能,提高二者间的稳定性,蒸发残留物制备过程中的乳化剂未能完全蒸发,导致其表面能的降低。SBS改性沥青的极性分量最小,色散分量最大,SBR改性乳化沥青的极性分量最大,色散分量最小,其可能原因是SBS蒸发残留物中的乳化剂未能充分挥发,使得其蒸发残留物的极性增强。3.粘附功的计算图4不同沥青与集料间的粘附功通过沥青和集料的表面能数据计算得到二者间的粘附功,计算结果如图4。由图4可以发现,不同沥青与不同集料间的粘附功存在一定差别,其中SBS改性沥青与石灰岩间的粘附功最大,为71.16mJ/m2,而SBR改性乳化沥青蒸发残留物和铁尾矿1之间的粘附功最小,为66.24mJ/m2。整体而言,石灰岩与各沥青间的粘附功要大于玄武岩和铁尾矿,该现象产生的原因是石灰岩的SiO2含量仅为0.76%,其碱性要强于玄武岩和铁尾矿。SBS改性沥青与集料间的粘附功要大于70号基质沥青和SBR改性乳化沥青蒸发残留物,究其原因,SBS改性剂的加入使得沥青的极性降低,而SBR改性乳化沥青蒸发残留物中乳化剂在挥发不完全情况下,其极性更大,且残留物制备过程中需要经过高温蒸发,使得沥青发生了一定程度的老化,老化后的沥青极性增强。小结石灰岩的表面能最大,铁尾矿的表面能小于石灰岩和玄武岩,且铁尾矿的极性分量大于石灰岩和玄武岩,色散分量小于二者。不同沥青与不同集料间的粘附功存在一定差别,SBS改性沥青与集料间的粘附功大于基质沥青和SBR改性乳化沥青蒸发残留物,石灰岩与沥青间的粘附功要大于玄武岩和铁尾矿。参考文献:[1]王鑫洋,苏纪壮,祁冰.基于表面能理论和拉拔试验的铁尾矿与沥青黏附性研究[J/OL].武汉理工大学学报(交通科学与工程版):1-11[2022-12-15].
  • 研究者设计梯度表面能调控的复合型转移媒介
    石墨烯等二维材料的载流子迁移率高、光-物质相互作用强、物性调控能力优,在高带宽光电子器件领域具有重要的科学价值和广阔的应用前景。当前,发展与主流半导体硅工艺兼容的二维材料集成技术受到业内广泛关注,其中首要的挑战是将二维材料从其生长基底高效转移到目标晶圆衬底上。然而,传统的高分子辅助转移技术通常会在二维材料表面引入破损、皱褶、污染及掺杂,严重影响了二维材料的光电性质和器件性能。因此,实现晶圆级二维材料的无损、平整、洁净、少掺杂转移是二维材料面向集成光电子器件应用亟待解决的关键问题。针对这一难题,国防科技大学前沿交叉学科学院副研究员朱梦剑-教授秦石乔课题组与北京大学化学与分子工程学院教授彭海琳课题组合作,设计了一种梯度表面能调控(gradient surface energy modulation)的复合型转移媒介,可控制调节转移过程中的表界面能,保证了晶圆级超平整石墨烯向目标衬底(硅片、蓝宝石等)的干法贴合与无损释放,得到了晶圆级无损、洁净、少掺杂均匀的超平整石墨烯薄膜,展示了均匀的高迁移率器件输运性质,观测到室温量子霍尔效应及分数量子霍尔效应,并构筑了4英寸晶圆级石墨烯热电子发光阵列器件,在近红外波段表现出显著的辐射热效应。该转移方法具有普适性,也适用于其它晶圆级二维材料(如氮化硼)的转移。9月15日,上述成果在线发表于《自然—通讯》(Nature Communications)上,共同通讯作者为朱梦剑、秦石乔和彭海琳,共同第一作者包括北京大学前沿交叉学科研究院博士研究生高欣、国防科技大学前沿交叉学科学院罗芳讲师等,其他主要合作者还包括中国科学院院士、北京大学化学学院教授刘忠范,北京大学材料学院研究员林立,北京石墨烯研究院研究员尹建波和孙禄钊,长春工业大学教授高光辉等。该文章提出,二维薄膜材料从一表面到另一表面的转移行为主要由不同表界面间的能量差异决定。衬底的表面能越大,对二维薄膜有更好的浸润性及更强的附着能,更适合作为薄膜转移时的“接受体”;反之,衬底的表面能越小,其更适合作为薄膜转移时的“释放体”。因此,作者设计制备了表面能梯度分布的转移媒介,其中冰片小分子层吸附在石墨烯表面,有效降低了石墨烯的表面能,保证石墨烯向目标衬底贴合过程中,衬底的表面能远大于石墨烯的表面能,进而实现良好的干法贴合;另一方面,转移媒介上层的PDMS高分子膜具备最小的表面能,能够实现石墨烯的无损释放。该转移方法还具有其他特点,比如,PDMS作为支撑层可以实现石墨烯向目标衬底的干法贴合,减少界面水氧掺杂;容易挥发的冰片作为小分子缓冲层能有效避免上层PMMA高分子膜对石墨烯的直接接触和残留物污染,得到洁净的石墨烯表面;高分子PMMA层的刚性使得石墨烯转移后依旧保持超平整的特性。晶圆级二维材料的梯度表面能调控转移方法。受访者 供图基于梯度表面能调控转移的石墨烯薄膜具备无损、洁净、少掺杂、超平整等特性,展现出非常优异的物理化学性质。转移后4英寸石墨烯晶圆的完整度高达99.8%,电学均匀性较好,4英寸范围内面电阻的标准偏差仅为6%(655 ± 39 &Omega /sq)。转移到SiO2/Si衬底上石墨烯的室温载流子迁移率能够达到10000 cm2/Vs,并且能够观测到室温量子霍尔效应以及分数量子霍尔效应(经氮化硼封装,1.7 K)。基于SiO2/Si衬底上4英寸石墨烯晶圆,成功构筑了热电子发光阵列器件,在较低的电功率密度下(P= 7.7 kW/cm2)能够达到较高的石墨烯晶格温度(750 K),并在近红外波段表现出显著的辐射热效应。此外,梯度表面能调控转移方法可作为晶圆级二维材料(石墨烯、氮化硼、二硫化钼等)向工业晶圆转移的通用方法,有望为高性能光电子器件的集成奠定技术基础。该论文审稿人表示:“研究成果提供了一种用于大规模生长和转移晶圆级石墨烯薄膜,制备了高载流子迁移率石墨烯微纳电子器件的先进技术,对石墨烯以及二维材料的学术界和产业界非常重要和及时,这是将石墨烯从实验室推向工业应用所必需的关键环节。”该研究工作得到了国家自然科学基金委、科技部、北京分子科学国家研究中心、腾讯基金会、湖南优青、湖湘青年英才等项目资助,并得到了北京大学化学与分子工程学院分子材料与纳米加工实验室(MMNL)仪器平台和国防科技大学高层次创新人才工程的支持。
  • 世界顶端的表面表征工具(来自美国赛默飞世尔) —— 用于表面化学表征的全集成式X射线光电子能谱仪
    世界顶端的表面表征工具(来自美国赛默飞世尔)—— 用于表面化学表征的全集成式X射线光电子能谱仪品牌: 赛默飞世尔型号:制造商:美国赛默飞世尔经销商:朗铎投资控股(北京)有限公司免费咨询电话:800-8900-558 全新Thermo Scientific Escalab 250Xi光电子能谱仪(XPS)是一种全集成式表面表征工具,专门设计用于满足从事表面,薄膜和涂层的常规表征工作,乃至前沿表面化学研发的工程师们的要求。 Escalab 250Xi是享誉世界的Thermo Scientific Escalab产品线的最新产品。该全新设备集成了出色的光谱仪性能和Thermo Scientific Avantage XPS采集和处理用户界面。这种仪器与软件的组合不仅具有高样品通量,而且具有市场领先的分析性能,尤其适用于当今表面分析领域中复合材料的表征。另外,高级平行图像监测系统的集成可对图像视场内的微小特征进行定量光谱分析。 Avantage数据系统利用一种优化的工作流程提供优异的分析效率,该流程可以指导分析人员进行数据采集,解析,处理和报告生成。Avantage在进行一系列XPS光谱和图像处理任务时,还具有全数字工具控制。只需点击一下鼠标,即可利用自定义的实验室报告模板轻松将分析报告输出到标准PC应用程序中,例如Microsoft? Office。 Escalab 250Xi平台具有非凡的灵活性,因此分析人员可以利用一系列其他表面表征工具配置该系统。仪器配备了离子散射谱(ISS)和反射电子能量损失谱(REELS),同时可选配紫外光电子能谱(UPS)和俄歇电子能谱(AES)。仪器的标准配置还包括了样品制备室。如果需要,可以利用样品制备选项和附加的实验样品室扩展该系统。
  • 光伏太阳能电池-等离子表面处理和USC干式除尘的关键作用
    光伏电池又称太阳能电池,是一种直接将光能转化为电能的半导体薄片。*光伏电池(图源网络,侵删)其中,基板作为光伏电池的主要组成部分之一,其表面性能和洁净度直接关系到电池的光电转换效率和稳定性。光伏太阳能电池等离子处理、除尘解决方案在光伏电池制程中,等离子表面处理可用于玻璃基板表面活化,阳极表面改性,涂保护膜前处理等,在提高光伏元件表面亲水性、附着力等方面具有显著的优势。*光伏电池结构(图片来源:灼识咨询,侵删)同时,需要解决光伏电池制程中的尘埃污染问题。浮尘颗粒会附着在基材表面,不仅影响光电转换效率,还可能引发电池内部故障。*光伏电池工艺制程(资料来源:灼识咨询、中泰证券,侵删)因此,在光伏电池制程中,需要对光伏元件进行表面活化和除尘处理,增强基板表面附着力和洁净度,提升电池的稳定性。大气等离子应用案例通过等离子表面活化,可以提高玻璃基板表面亲水性,有效优化表面附着力,提升电池的稳定性和品质,从而改善器件的性能。等离子处理玻璃基板*光伏原片玻璃(图片来源:江西赣悦新材料,侵删)USC干式超声波除尘应用案例通过USC干式超声波除尘清洗机清除基板上的浮尘,可以提高光伏电池的性能和稳定性。除尘率可达97-99%光伏电池基板除尘光伏太阳能电池领域应用设备1、 大气等离子清洗机SPA-5800具有强大的数据处理功能,实现设备数字化控制,可对接客户产线,有效减低生产成本。✅ 支持数字通信接口和模拟通信接口✅ 搭载进口ARM芯片,实现功率自匹配✅ 具有十余种故障报警功能,故障率低2、 中频宽幅等离子清洗机适用于各种平面材料的清洗活化,可装配不同长度等离子枪头,可客制化流水线设备。✅ 等离子体均匀✅ 电源设计兼容性充足,输出功率范围大✅ 软件/硬件多重保护,安全可靠3、 在线式干式超声波除尘清洗机集除尘、除静电为一体的在线式除尘设备。配有真空吸附移动平台、内部洁净系统,不会对洁净室造成2次污染。✅ 非接触式除尘,产品无损伤✅ 闭环系统,不造成2次污染✅ 以空气作为除尘媒介物质,无需水、溶剂、干燥等过程4、 接触角测量仪SDC-200S光伏电池制备中对于基板表面的润湿性能具有一定的要求,SDC-200S具有全面、完整、精准的拟合测量法,可用于光伏电池基材表面润湿性能检测。✅ 变焦变倍镜头,成像清晰✅ 自动注液系统✅ 可自动生成报告
  • 最新Nature: 26.1%效率,钙钛矿太阳能电池表面钝化的新技术!
    【研究背景】钙钛矿太阳能电池(PSCs)由于其在单结构、小尺寸设备上实现了超过26%的功率转换效率(PCE)而成为研究热点。然而,二维钙钛矿表面钝化层引入的问题在于,活性阳离子在热应力下易于迁移,导致钙钛矿结构的八面体连接破坏和膜的快速降解,限制了器件的长期稳定性和效率。为应对此挑战,美国西北大学Kanatzidis、Sargent和Marks团队开发了非二维钙钛矿配体策略,通过限制间隔物进入钙钛矿晶格来抑制表面离子迁移。这些策略成功地减少了高温环境下的性能损失,并且在大面积钙钛矿膜上展现出了更高的钝化效果。为了进一步提升阳离子扩散抑制效果,并最大化八面体网络的稳定性,研究人员引入了边缘-/面共享的设计元素,创新性地实现了类钙钛矿材料的设计。这些进展不仅拓展了钙钛矿体在高性能PSCs中的应用前景,还为深入理解和优化其组成、加工和电子特性提供了重要的设计指南。以上成果在“Nature”期刊上发表了题为“Two-dimensional Perovskitoids Enhance Stability in Perovskite Solar Cells”的最新论文。【科学亮点】(1)首次在钙钛矿领域引入了类钙钛矿结构,这是一种具有较为健壮的有机-无机混合结构,通过边缘/面共享设计元素来抑制阳离子迁移。(2)实验结果显示,类钙钛矿/钙钛矿异质结构相比传统的二维/三维钙钛矿,能够显著抑制阳离子的迁移。通过增加钙钛矿体的维度,特别是引入边缘-/面共享设计,提高了八面体连接性和垂直于平面的取向,有效改善了与三维钙钛矿表面的电荷传输效率。(3)进一步分析表明,采用A6BfP等类钙钛矿作为钙钛矿表面的钝化剂,能够有效修饰钙钛矿表面,形成均匀的大面积钙钛矿膜,并且在厘米级PSCs上实现了高达24.6%的准稳态转换效率。此外,钙钛矿体/钙钛矿异质结构在85°C下稳定运行1250小时,表明其在实际应用中具有良好的稳定性和持久性。【图文解读】图1:类钙钛矿材料的设计与合成。图2:类钙钛矿材料/钙钛矿异质结构的构建。图3:2D类钙钛矿/3D钙钛矿异质结的光电特性。图4:钙钛矿太阳电池的光伏性能和稳定性。【结论展望】本文通过设计和合成具有边缘/面共享结构的类钙钛矿,有效地解决了传统二维钙钛矿表面钝化层在高温条件下易发生的阳离子迁移问题。传统的二维钙钛矿表面钝化层存在着阳离子在二维和三维钙钛矿层之间迁移的风险,这不仅降低了太阳能电池(PSCs)的效率,也影响了其长期稳定性。而通过引入类钙钛矿,特别是具有多维度结构的A6BfP 类钙钛矿,有效增强了其与三维钙钛矿表面的接触效率,通过增强的八面体连接性和垂直取向,改善了电荷传输效率,同时抑制了阳离子的迁移现象。这一创新设计不仅提高了PSCs的性能,还证实了其在高温环境下的长期稳定性,为解决太阳能电池材料在复杂工作条件下的实际应用问题提供了新的理论和实验基础。此外,本研究展示了通过精确设计分子结构,尤其是通过增加分子内部的体积分离距离,为类钙钛矿提供更有效的钝化功能,为未来高效率、长寿命PSCs的开发提供了有力的指导。文献信息:Liu, C., Yang, Y., Chen, H. et al. Two-dimensional Perovskitoids Enhance Stability in Perovskite Solar Cells. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07764-8
  • GB/T 41072-2021 表面化学分析 电子能谱 紫外光电子能谱分析指南
    紫外光电子能谱(UPS)可以在高能量分辨水平上探测物质中价层电子的能量分布,提供材料外壳层轨道结构、能带结构、逸出功、空态分布与表面态等重要信息,在固体材料以及表界面电子结构研究方面具有独特的应用。报告结合相关国家标准,对仪器设备以及关键技术问题进行系统介绍,并提供规范化的实验操作与数据处理指导。点击查看回放赵志娟,博士,高级工程师,从事电子能谱分析表征及相关分析研究十多年,具有丰富的表面分析研究与测试经验。2011年毕业于中科院化学所,同年入职中科院化学所分析测试中心电子能谱组。现任电子能谱组负责人,主要研究方向为材料表面化学分析&电子能谱分析。承担和参与多项中科院仪器功能开发、国家自然科学基金、国家专项及国际合作等研究项目。授权国家发明专利和实用新型专利4项。发表及合作研究论文十余篇,承担和参与制修订国家标准8项。获得中国分析测试协会科学技术奖二等奖2项,“中国标准创新贡献奖”二等奖。担任全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会委员,北京理化分析测试技术学会表面分析分会理事。
  • 两种表面分析技术对比:X射线光电能谱(XPS)和俄歇电子能谱(AES)
    一、概念1. X光电子能谱法(XPS)是一种表面分析方法,提供的是样品表面的元素含量与形态,而不是样品整体的成分。其信息深度约为3-5nm。如果利用离子作为剥离手段,利用XPS作为分析方法,则可以实现对样品的深度分析。固体样品中除氢、氦之外的所有元素都可以进行XPS分析。2. 俄歇电子能谱法(AES)作为一种最广泛使用的分析方法而显露头角。这种方法的优点是:在靠近表面5-20埃范围内化学分析的灵敏度高;数据分析速度快;能探测周期表上He以后的所有元素。虽然最初俄歇电子能谱单纯作为一种研究手段,但现在它已成为常规分析手段了。它可以用于许多领域,如半导体技术、冶金、催化、矿物加工和晶体生长等方面。俄歇效应虽然是在1925年时发现的,但真正使俄歇能谱仪获得应用却是在1968年以后。二、相似与区别:1.相同之处:它们都是得到元素的价电子和内层电子的信息,从而对原子化器表面的元素进行定性或定量分析,也可以通过氦离子对表面的刻蚀来分析原子化器近表面的元素,得到原子化器材料和分析物渗透方面的信息。2.相比之下,XPS通过元素的结合能位移能更方便地对元素的价态进行分析,定量能力也更好,使用更为广泛。但由于其不易聚焦,照射面积大,得到的是毫米级直径范围内的平均值,其检测极限一般只有0.1%,因此要求原子化器表面的被测物比实际分析的量要大几个数量级。AES有很高的微区分析能力和较强的深度剖面分析能力。现在最小入射电子束径可达30nm。但是文献还没有报道原子化器表面的俄歇电子象。另外,对于同时出现两个以上价态的元素,或同时处于不同的化学环境中时,用电子能谱法进行价态分析是比较复杂的。一、特点:X射线光电子能谱法的特点:① 是一种无损分析方法(样品不被X射线分解);② 是一种超微量分析技术(分析时所需样品量少);③ 是一种痕量分析方法(绝对灵敏度高)。但X射线光电子能谱分析相对灵敏度不高,只能检测出样品中含量在0.1%以上的组分。俄歇电子的特点是:① 俄歇电子的能量是靶物质所特有的,与入射电子束的能量无关。大多数元素和一些化合物的俄歇电子能量可以从手册中查到。② 俄歇电子只能从20埃以内的表层深度中逃逸出来,因而带有表层物质的信息,即对表面成份非常敏感。正因如此,俄歇电子特别适用于作表面化学成份分析。局限性:① 不能分析氢和氦元素;② 定量分析的准确度不高;③ 对多数元素的探测灵敏度为原子摩尔分数0.1%~1.0%;④ 电子束轰击损伤和电荷积累问题限制其在有机材料、生物样品和某些陶瓷材料中的应用;⑤ 对样品要求高,表面必须清洁(最好光滑)等。三、两者的应用X射线光电子能谱分析与应用1.元素(及其化学状态)定性分析方法:以实测光电子谱图与标准谱图相对照,根据元素特征峰位置(及其化学位移)确定样品(固态样品表面)中存在哪些元素(及这些元素存在于何种化合物中)。定性分析原则上可以鉴定除氢、氦以外的所有元素。分析时首先通过对样品(在整个光电子能量范围)进行全扫描,以确定样品中存在的元素;然后再对所选择的峰峰进行窄扫,以确定化学状态。2.在固体研究方面的应用对于固体样品,X射线光电子平均自由程只有0.5~2.5nm(对于金属及其氧化物)或4~10nm(对于有机物和 聚合材料),因而X射线光电子能谱法是一种表面分析方法。以表面元素定性分析、定量分析、表面化学结构分析等基本应用为基础,可以广泛应用于表面科学与工程领域的分析、研究工作,如表面氧化(硅片氧化层厚度的测定等)、表面涂层、表面催化机理等的研究,表面能带结构分析(半导体能带结构测定等)以及高聚物的摩擦带电现象分析等。Cr、Fe合金表面涂层——碳氟材料X射线光电子谱图X射线光电子能谱分析表明,该涂层是碳氟材料。俄歇能谱应用通过正确测定和解释AES的特征能量、强度、峰位移、谱线形状和宽度等信息,能直接或间接地获得固体表面的组成、浓度、化学状态等多种情报。1. 定性分析定性分析主要是利用俄歇电子的特征能量值来确定固体表面的元素组成。能量的确定在积分谱中是指扣除背底后谱峰的最大值,在微分谱中通常规定负峰对应的能量值。习惯上用微分谱进行定性分析。因此由测得的俄歇谱来鉴定探测体积内的元素组成是比较方便的。在与标准谱进行对照时,除重叠现象外还需注意如下情况:①由于化学效应或物理因素引起峰位移或谱线形状变化引起的差异;②由于与大气接触或在测量过程中试样表面被沾污而引起的沾污元素的峰。2. 状态分析对元素的结合状态的分析称为状态分析。AES的状态分析是利用俄歇峰的化学位移,谱线变化(包括峰的出现或消失),谱线宽度和特征强度变化等信息。根据这些变化可以推知被测原子的化学结合状态。3. 深度剖面分析利用AES可以得到元素在原子尺度上的深度方向的分布。为此通常采用惰性气体离子溅射的深度剖面法。由于溅射速率取决于被分析的元素,离子束的种类、入射角、能量和束流密度等多种因素,溅射速率数值很难确定,一般经常用溅射时间表示深度变化。4. 界面分析用 AES研究元素的界面偏聚时,首先必须暴露界面(如晶界面,相界面,颗粒和基体界面等等。一般是利用样品冲断装置,在超高真空中使试样沿界面断裂,得到新鲜的清洁断口,然后以尽量短的时间间隔,对该断口进行俄歇分析。 对于在室温不易沿界面断裂的试样,可以采用充氢、或液氮冷却等措施。如果还不行,则只能采取金相法切取横截面,磨平,抛光或适当腐蚀显示组织特征,然后再进行俄歇图像分析。5. 定量分析AES定量分析的依据是俄歇谱线强度。表示强度的方法有:在微分谱中一般指正、负两峰间距离,称峰到峰高度,也有人主张用负峰尖和背底间距离表示强度。6. 俄歇电子能谱在材料科学研究中的应用① 材料表面偏析、表面杂质分布、晶界元素分析;② 金属、半导体、复合材料等界面研究;③ 薄膜、多层膜生长机理的研究;④ 表面的力学性质(如摩擦、磨损、粘着、断裂等)研究;⑤ 表面化学过程(如腐蚀、钝化、催化、晶间腐蚀、氢脆、氧化等)研究;⑥ 集成电路掺杂的三维微区分析;⑦ 固体表面吸附、清洁度、沾染物鉴定等。
  • 纳米级近场光学成像对钙钛矿太阳能电池表面涂层电子迁移和载流子浓度的研究进展
    太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置, 其中以光电效应工作的晶硅太阳能电池为主流。虽然通过掺杂及表面覆盖抗光反射层能提高晶硅太阳能电池的效率,但是超过能带间隙和一些特定波长的光反射造成了巨大的光能量损失,反而限制了晶硅太阳能电池的效率。 Y.H. Wang等利用有机金属三溴纳米粒子(CH3NH3PbBr3)涂层吸收部分短波长太阳光,使其转化成化电场。该化电场可以通过促进分子重排而增强有机-晶硅异质结太阳能电池的不对称性,从而增加表面活性载流子密度,终将有机-晶硅异质结太阳能电池的效率从12.7%提高到了14.3%。 苏州大学Q.L. Bao教授等人在钙钛矿结构微纳米线的光电转换离子迁移行为和载流子浓度分布等领域作出了突出贡献。2016年,发表在ACS Nano上的钙钛矿结构微纳米线的光电转换离子迁移行为的研究中,作者利用neaspec公司的近场光学显微镜neaSNOM发现:1. 未施加外场电压时, 该微纳米线区域中载流子密度(图1 g. s-SNOM振幅信号)和光折射率(图1 g. s-SNOM相位信号)较均匀;2. 施加外场正电压时,该区域中载流子密度随I-离子(Br?)的迁移而向右移动(图1 h. s-SNOM振幅信号),其光折射率随随MA+离子(CH3NH3+)的迁移而向左移动(图1 g. s-SNOM相位信号)较均匀;3. 施加外场负压时,情况正好与施加正电压时相反(图1 i)。该研究显示弄清无机-有机钙钛矿结构中的离子迁移行为对于了解钙钛矿基的特殊光电行为具有重要意义,进而为无机-有机钙钛矿材料的光电器件应用打下了坚实的基础。图1.SNOM测量钙钛矿结构微纳米线的光电转换的离子迁移行为。 d-f. 离子迁移测量示意图;g-i,相应的s-SNOM光学信号振幅和相位图 2017年, Q.L. Bao教授等人发表在AdvanceMaterials的文章中再次利用neaspec公司的近场光学显微镜neaSNOM,次在实验中研究了太阳能电池表面钙钛矿纳米粒子涂层的载流子密度。结果显示:钙钛矿纳米粒子覆盖区域近场信号强度高于Si/SiO2区域中信号强度(参见下图2 b 图2 a为对应区域的形貌)。另外作者也研究了增加光照的时间的影响(参见下图2 c, d)。其结果显示:近场信号强度随光照时间增加,从12.5 μV (黄色,0 min) 增加到 14.4 μV (红色, 60 min),该近场信号反映了可移动自由载流子密度的变化。终,红外光neaSNOM研究结果证明:随光照时间增加,太阳能电池表面的钙钛矿纳米粒子涂层富集和捕获了大量的电子。图2. SNOM测量钙钛矿结构纳米粒子涂层的载流子密度。a. AFM形貌图;b, s-SNOM光学信号图-未加光照;c, s-SNOM光学信号图-光照30min;d, s-SNOM光学信号图-光照60min 作者预见,该研究对于设计新型太阳能电池,提高其转化效率具有重要意义。同时,该研究还提出了一种使钙钛矿结构材料和晶硅太阳能电池相结合的研究方法,为之后的研究和应用提供了解决新思路。相关参考文献1.Zhang Y.P. et. al. Reversible StructuralSwell?Shrink and Recoverable Optical Properties in Hybrid Inorganic?OrganicPerovskite. ACS Nano 2016,10, 7031?7038.2.Wang Y.H. et. al. The Light-InducedField-Effect Solar Cell Concept - Perovskite Nanoparticle Coating IntroducesPolarization Enhancing Silicon Cell Efficiency. AdvancedMaterial 2017, First published: 3 March 2017 DOI: 10.1002/adma.201606370.相关产品链接超高分辨散射式近场光学显微镜 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C170040.htm德国Neaspec纳米傅里叶红外光谱仪 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C194218.htm
  • DX系列比表面积仪-正极材料磷酸铁锂比表面积测试
    在动力电池界,三元锂和磷酸铁锂是最常用的两种锂离子电池。三元锂电池因为其正极材料中的镍钴铝或镍钴锰而得名“三元”,而磷酸铁锂电池的正极材料为磷酸铁锂。由于三元锂电池当中的钴元素是一种战略金属,全球的供应价格连年来一路飙升,相较之下,磷酸铁锂电池中没有钴这种价格昂贵的金属,更加便宜。因此,更多的造车企业采用磷酸铁锂电池来降低生产成本,抢占市场份额。在过去的2021年,磷酸铁锂凭借高性价比优势成为市场选择的宠儿,主流材料生产企业大多实现扭亏为盈,而下游动力方面需求的强劲支撑也使其在年末阶段面对高价的碳酸锂原料依然积极扫货。2022年1月国内磷酸铁锂产量为5.91万吨,同比增长158.9%,环比小幅提升3.3%。2021年1-12月国内动力电池装机量达到154.5Gwh,同比增长142.8%,其中磷酸铁锂电池在7月实现对三元电池产量与装机量的双重超越后,领先优势不断扩大,1-12月累计装机量达到79.8Gwh,占比51.7%,同比增幅达到227.4%,其中宁德时代、比亚迪和国轩高科分列磷酸铁锂电池装机前三甲,CR3集中度超过85%。从生产企业来看,德方纳米凭借稳定的客户渠道和产能优势,全年产量继续领跑;国轩高科在储能和自行车领域开疆拓土,自产铁锂需求稳健,紧随其后;湖南裕能、贝特瑞、湖北万润是市场供应的坚实后盾。考虑到未来全球动力电池与储能电池需求,预计2025年全球磷酸铁锂正极材料需求约为98万吨,对应市场规模约为280亿元。伴随着宁德时代年产8万吨磷酸铁锂投资项目签署,磷酸铁锂新一轮周期即将来临。大规模的量产也必将刺激比表面积分析仪的市场需求。众所周知,比表面积分析仪在锂离子电池行业有着广泛的应用需求,主要应用于正极材料、三元前驱体材料、负极材料、隔膜涂覆用氧化铝等材料的比表面积测试。比表面积过大的石墨粉在粉碎过程中更易于使其晶型结构发生改变,小颗粒石墨粉中菱形晶数量相对较多,而菱方结构的石墨具有较小的储锂容量,使电池的充放电容量有所降低。另外比表面积过大,单位重量总表面积就会很大,需要的包覆材料越多,导致电极材料的堆积密度减小而体积能量密度下降。如果能准确的对各种原材料进行比表面积测试,在一定程度上有助于研判后续产品的性能。磷酸铁锂作为动力电池的正极材料,其比表面积与电池的性能密切相关。通常情况下,磷酸铁锂的比表面积与碳含量呈线性关系。生产中有比表面积测试仪进行测试。比表面积太小,说明材料的碳包覆量不够,直接体现是电池内阻偏高、循环性能不好。比表面积过大,说明材料的碳包覆量过高,直接的体现是材料的电化学性能极好,但易团聚、极片加工困难,且涂布不均匀等。行业标准《YS/T1027-2015磷酸铁锂》明确规定了磷酸铁锂比表面积测试方法及流程。快速高效、精确规范的测试离不开性能优良的测试仪器,JW-DX系列快速比表面积测试仪,测试方法及数据符合《YS/T 1027-2015磷酸铁锂》的要求。JW-DX比表面积测试仪采用专利号为20140320453.2的吸附法专利测试,完全避免了常温下样品脱附不完全带来的测试误差,非常适合粉体生产厂家的在线快速测定。测试范围:比表面测试范围:0.0001m2/g,重复精度:±1%产品特性:1、测试速度快,5分钟测试一个样品;2、吸附峰的峰形尖锐,灵敏度大幅提高;3、独立4个分析站,实现了多样品的无干扰、无差异测试;4、外置式4站真空脱气机,避免污染测试单元。
  • 提高仪器质量 从钣金加工和表面处理等低处做起——访济南海能仪器股份有限公司董事长王志刚
    p strong /strong /p p strong 仪器信息网讯 /strong   济南海能仪器股份有限公司成立于2006年 2014年1月,海能仪器挂牌新三板 2015年8月,并购上海新仪微波 2016年7月,并购德国G.A.S. 2018年3月,设立悟空仪器。海能仪器拥有元素分析、微波消解、物理光学、固相萃取、液相色谱、电化学、近红外光谱、GC-IMS等近百款产品。围绕产品研发、零配件采购、标准化生产和成品检验各环节,海能仪器都制定了作业规范和技术标准,并获得了欧盟CE认证和英国UKAS机构ISO质量管理体系认证 建立了4个研发中心,4个4S服务公司,21家办事处和售后服务网点,200亩产业园区,构筑起7× 10的服务响应体系。 /p p   在ACCSI 2019年会上,海能仪器再次获得了国内综合类“2018年度最具影响力厂商”奖项 海能仪器的全自动旋光仪 850PRO 获“最受关注仪器”奖。在ACCSI2019期间,仪器信息网采访了济南海能仪器股份有限公司董事长王志刚。 /p p   详细内容请点击视频观看: /p p script src=" https://p.bokecc.com/player?vid=83EB47EE17F18F899C33DC5901307461& siteid=D9180EE599D5BD46& autoStart=false& width=600& height=490& playerid=5B1BAFA93D12E3DE& playertype=2" type=" text/javascript" /script br/ /p p   王志刚在采访中表示,产业加资本是海能仪器坚持的战略之一,但海能仪器并不完全依赖于资本。2019年,海能仪器更加着眼于科学仪器上游制造环节,希望借此举解决质量提供和保障,并在钣金加工和表面处理车间上投入了上千万的资金。另外,对于气相离子迁移谱和毛细管电泳技术在医疗方面的应用也投入了大量的研发成本。 /p p   王志刚认为,相比于世界一流科学仪器厂商,海能仪器还有巨大的差距 海能仪器的发展路径是通过仪器质量可靠性的提升获取更大的市场份额,为此首要解决的就是上游供应链体系问题。海能仪器从5年前开始就矢志不渝地尝试解决上游产业链的问题,希望通过上游产业链延伸,提升仪器制造工艺,来实现仪器制造的质量以及仪器可靠性的提高 通过仪器制造质量、仪器可靠性的提高,来获取更大的市场份额,缩小跟欧美之间的差距 只有产品和一流厂商不相上下,才能在未来和他们进行较量和制衡。 /p p br/ /p
  • 材料表面与界面分析技术及应用
    表面和界面的性质在材料制备、性能及应用等方面都起着重要作用,是材料科学领域研究的重要课题。2023年12月18-21日,由仪器信息网主办的第五届材料表征与分析检测技术网络会议将于线上召开,会议聚焦成分分析、微区结构与形貌分析、表面和界面分析、物相及热性能分析等内容,设置六个专场,旨在帮助广大科研工作者了解前沿表征与分析检测技术,解决材料表征与分析检测难题,开展表征与检测相关工作。其中,在表面和界面分析专场,北京师范大学教授级高工吴正龙、国家纳米科学中心研究员陈岚、暨南大学 实验中心主任/教授谢伟广、上海交通大学分析测试中心中级工程师张南南、岛津企业管理(中国)有限公司应用工程师吴金齐等多位嘉宾将为大家带来精彩报告。部分报告内容预告如下(按报告时间排序):北京师范大学教授级高工 吴正龙《X射线光电子能谱(XPS)定量分析》点击报名听会吴正龙,在北京师范大学分析测试中心长期从事电子能谱、荧光和拉曼光谱分析测试、教学及实验室管理工作。熟悉表面分析和光谱分析技术,积累了丰富实验测试经验。主要从事薄膜材料、稀土发光材料研究及石墨烯材料表征技术、表面增强拉曼光谱技术的研究,在国内外期刊发标多篇学术论文。现任全国表面化学析技术委员会副主任委员,主持和参与多项电子能谱分析方法标准。近年来,在多场国内电子能谱应用技术交流培训会上担任主讲人。报告摘要:X射线光电子能谱(XPS)作为最常用的表面分析技术,表面探测灵敏度高,可以检测表面化学态物种的表面平均含量、表面偏析;分析薄膜组成结构;评估表面覆盖、表面分散、表面损伤、表面吸附污染等。本报告在简要介绍XPS表面定量分析原理基础上,通过实际工作中的一些实例,探讨XPS定量结果解释,帮助大家正确理解XPS定量分析结果,更好地利用XPS技术分析表面。岛津企业管理(中国)有限公司应用工程师 吴金齐《岛津XPS技术在材料表面分析中的应用》点击报名听会吴金齐,岛津分析中心应用工程师,博士毕业于中山大学物理化学专业,博士毕业后加入岛津公司,主要负责XPS的应用开发、技术支持、合作研究等工作,使用XPS技术开展不同行业材料表征相关研究,具有多年XPS仪器使用经验,熟悉XPS数据处理及解析,合作发表多篇SCI论文。报告摘要:介绍相关表面分析技术及XPS在材料表面分析中的应用。国家纳米科学中心研究员 陈岚《纳米气泡气液界面的检测》点击报名听会陈岚,爱尔兰国立科克大学理学博士,剑桥大学居里学者,2014年至今,先后任国家纳米科学中心副研究员、研究员及博士研究生(合作)导师;主要从事纳米界面微观检测及纳米界面光电化学性能调控方面的研究;ISO/TC281注册专家,全国微细气泡技术标准化技术委员会(SAC/TC584)委员,中国颗粒学会微纳气泡、气溶胶专委会委员,Frontiers in Materials及Catalysts客座编辑,科技部在库专家,北京市科委项目评审专家;主持科技部发展中国家杰出青年科学家来华工作计划1项,参与国家重点研发计划“纳米科技”重点专项、“纳米前沿”重点专项各1项;共发表论文近60篇,授权专利9项,编制国家标准10部。报告摘要:体相纳米气泡具有超常的稳定性及超高的内压,高内压的纳米气泡在溶液中稳定存在的机制一直众说纷纭。因此,研究纳米气泡边界层对于解释纳米气泡的稳定性具有重要的意义。由于纳米气泡气液界面的特点,检测体相纳米气泡边界层十分困难,常规的方法和技术手段很难实现。在本工作中,首次采用低场核磁共振技术(LF-NMR)对体相纳米气泡边界层中水分子的弛豫规律进行了系统研究,提出了纳米气泡边界层测量的数学模型,并成功地测得了不同尺寸纳米气泡的边界层厚度。研究发现,纳米气泡粒径越小,边界层所占比例越高,因而也越可以对更高内压的气核进行有效保护,纳米气泡的稳定性也可以据此进行定量解释。暨南大学 实验中心主任/教授谢伟广《范德华异质结光电探测及光电存储器件》点击报名听会谢伟广,暨南大学物理与光电工程学院教授,博导。2007年博士毕业于中山大学凝聚态物理专业,导师为许宁生院士;研究方向是微纳尺度多场耦合行为及应用,半导体光电转换过程、器件及集成;在Advanced Materials, ACS Nano等期刊发表SCI论文80多篇,代表性成果包括:实现了多种二维半导体氧化物的CVD制备,首次发现了极性二维氧化物长波红外低损耗双曲声子极化激元现象;发展了钙钛矿薄膜的真空气相制备方法,实现了高效气相太阳能电池及光电探测阵列的制备。研究团队发展的多项方法已被国内外同行广泛采纳,并在Nature、Sciecne等著名期刊正面评价。主持国家基金面上项目、重点项目子课题、广东省自然科学基金杰出青年基金项目等多项项目;于2022年(排名第一)获得中国分析测试协会科学技术(CAIA)奖一等奖。报告摘要:二维钙钛矿(2DPVK)具有独特的晶体结构和突出的光电特性,设计2DPVK与其他二维材料的范德华异质结,可以实现具有优异性能的各类光电器件。本报告主要介绍下面两种异质结器件:(1)光电探测器:制备了2DPVK/MoS2范德华异质结器件,由于II型能带排列中层间电荷转移所诱导的亚带隙光吸收,器件在近红外区域表现出了单一材料均不具备的光电响应。在此基础上引入石墨烯(Gr)夹层,借助Gr的有效宽光谱吸收和异质结中光生载流子的快速分离和输运,2DPVK/Gr/MoS2器件的近红外探测性能进一步得到了大幅提升。(2)光电存储器:开发了基于MoS2/h-BN/2DPVK浮栅型光电存储器,其中2DVPK由于其高光吸收系数,能同时作为光电活性层与电荷存储层,器件展现了独特的光诱导多位存储效应以及可调谐的正/负光电导模式。上海交通大学分析测试中心中级工程师 张南南《紫外光电子能谱(UPS)样品制备、数据处理及应用分享》点击报名听会张南南,博士,2019年毕业于吉林大学无机化学系,同年入职上海交通大学分析测试中心,研究方向为材料的表界面研究,主要负责表面化学分析方向的X射线光电子能谱仪(XPS)及飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)方面的测试工作。获得上海交通大学决策咨询课题资助,授权一项发明专利,并在 J. Colloid Interf. Sci., Catal. Commun.等期刊发表了相关学术论文。报告摘要:紫外光电子能谱(UPS),能够在高能量分辨率水平上探测价层电子能级的亚结构和分子振动能级的精细结构,广泛应用在表/界面的电子结构表征方面。本报告主要介绍UPS原理、样品制备、数据处理以及在钙钛矿太阳能电池、有机半导体、催化材料等领域的应用。参会指南1、进入第五届材料表征与分析检测技术网络会议官网(https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icmc2023/)进行报名。扫描下方二维码,进入会议官网报名2、会议召开前统一报名审核,审核通过后将以短信形式向报名手机号发送在线听会链接。3、本次会议不收取任何注册或报名费用。4、会议联系人:高老师(电话:010-51654077-8285 邮箱:gaolj@instrument.com.cn)5、赞助联系人:周老师(电话:010-51654077-8120 邮箱:zhouhh@instrument.com.cn)
  • 日化专题 | 如何科学表征日化中的表面和界面行为?
    研究背景日化中的很多现象都跟表界面的作用有关系,比如化妆品中的乳化、分散、增溶、发泡和清洁等等。KRÜ SS作为表面科学仪器的全球领导品牌,此次从以下几个方面为大家介绍日用化学品中的表面科学表征方法:典型应用1.清洁类产品的泡沫行为分析在日常使用洗面奶,洗发水时,我们通过揉搓等各种方式将洗面奶和空气充分接触而产生泡沫。在揉搓出丰富泡沫的过程中,很容易产生幸福感和仪式感,一整天的油腻都被洗掉了。KRÜ SS DFA100动态泡沫分析可以对泡沫的起泡性,泡沫稳定性和泡沫结构进行科学的表征。选择了市售的几个洗面奶进行了测试,通过DFA100的搅拌模块,可以非常清晰的筛选出起泡性较好和泡沫丰富的产品。如上图所示,横坐标是时间,纵坐标是泡沫高度,从图上可以清晰地看到有的产品起泡性速度很快,且短时间内起泡高度就可以达到最大。一般来讲,样品起泡性越强,产生的泡沫越多,其泡沫高度也越高;反之,起泡性差的样品,其泡沫高度也相对较低。从泡沫高度上的衰减也能分析泡沫稳定性,泡沫高度降低越快,泡沫越不稳定。由于此次样品测试时间较短,泡沫比较稳定,没有观察到泡沫高度的衰减,故而不做泡沫稳定性的对比。挑了其中2个样品,对比泡沫的结构和尺寸大小,从而分析泡沫的细腻程度。从图中可以看到,2号样品刚开始产生泡沫后,就比较细腻,泡沫尺寸比较小。随着时间的变化,泡沫大小一直比较稳定,不发生特别大的增加。而1号样品产生了较大的泡沫,随时间延长, 泡泡大小急剧增加。2.通过接触角表征彩妆类产品的防水抗汗性能消费者使用底妆的痛点主要有卡粉、脱妆和浮粉,而通过水,人工汗液和人工皮脂在彩妆上的接触角,可以评估抗汗和抗皮脂性能。接触角是气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线,此切线在液体一方的与固-液交界线之间的夹角θ。通过接触角的大小,可以判断固体和液体的润湿性能。如果粉底液和汗液,皮脂,水等的接触角越大,说明产品的防水抗汗性能越好。 选择市售的几款口红,通过接触角评价产品的防水,抗汗性能。将口红涂抹在手臂内侧,干燥后测试接触角。通过接触角可以明显区别不同产品的防水,抗汗,抗皮脂的差异,1号样品性能更加优越,防水抗汗都优于其他产品。彩妆中除了口红,也可以通过接触角分析底妆产品中原料和基底的润湿性。大多数化妆品都含有粉末和颜料,以着色、保护皮肤或协助清洁。以表面活性剂形式存在的分散剂确保粉末的精细分布和混合物的稳定。粉末和液体的接触角可以帮助判断润湿和分散行为。3.护肤品的乳化行为分析:常见的护肤类化妆品是水包油或者油包水的乳液或者膏霜。水油原本不相容,通过添加表面活性剂,可以吸附于液液界面,降低体系的热力学不稳定性。表面张力仪可以精准的分析油水两相的界面张力,判断乳化效果;表面张力仪还可以测试表面活性剂的临界胶束浓度,判断表面活性剂的添加量。分析表面活性剂的动态表面张力行为,监控喷雾雾化效果等;除此之外,KRUSS的各类产品还可以分析头发的接触角。正常头发具有疏水性,受损后头发油脂层被破坏或部分缺损,接触角变小其亲水性越强。该方法广泛用于头发受损及修复后的情况。 KRÜ SS的表界面分析仪器可以帮助您从原料到成品,从生产到研发,多维度解决您的难题!
  • 赛默飞世尔科技推出全新表面表征工具
    —— 用于表面化学表征的全集成式X射线光电子能谱仪   2009年12月19日,MADISON – 服务科学的世界领导者赛默飞世尔科技近日宣布,全新Thermo Scientific Escalab 250Xi光电子能谱仪(XPS)是一种全集成式表面表征工具,专门设计用于满足从事表面,薄膜和涂层的常规表征工作,乃至前沿表面化学研发的工程师们的要求。   Escalab 250Xi是享誉世界的Thermo Scientific Escalab产品线的最新产品。该全新设备集成了出色的光谱仪性能和Thermo Scientific Avantage XPS采集和处理用户界面。这种仪器与软件的组合不仅具有高样品通量,而且具有市场领先的分析性能,尤其适用于当今表面分析领域中复合材料的表征。另外,高级平行图像监测系统的集成可对图像视场内的微小特征进行定量光谱分析。   Avantage数据系统利用一种优化的工作流程提供优异的分析效率,该流程可以指导分析人员进行数据采集,解析,处理和报告生成。Avantage在进行一系列XPS光谱和图像处理任务时,还具有全数字工具控制。只需点击一下鼠标,即可利用自定义的实验室报告模板轻松将分析报告输出到标准PC应用程序中,例如Microsoft® Office。   Escalab 250Xi平台具有非凡的灵活性,因此分析人员可以利用一系列其他表面表征工具配置该系统。仪器配备了离子散射谱(ISS)和反射电子能量损失谱(REELS),同时可选配紫外光电子能谱(UPS)和俄歇电子能谱(AES)。仪器的标准配置还包括了样品制备室。如果需要,可以利用样品制备选项和附加的实验样品室扩展该系统。   关于赛默飞世尔科技(Thermo Fisher Scientific)   赛默飞世尔科技 (Thermo Fisher Scientific)(纽约证交所代码:TMO)是全球科学服务领域的领导者,致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过105亿美元,拥有员工约3万4千人,在全球范围内服务超过35万家客户。主要客户类型包括:医药和生物公司,医院和临床诊断实验室,大学、科研院所和政府机构,以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌,帮助客户解决在分析化学领域所遇到的从常规测试到复杂研发的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健、科学研究、安全和教育领域的客户提供一系列实验室装备、化学药品及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案,为科学研究的飞速发展不断改进工艺技术,提升客户价值,帮助股东提高收益,为员工创造良好的发展空间。更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com (英文)或www.thermo.com.cn (中文)。
  • 赛黙飞世尔将参加第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛
    由中国机械工程学会表面工程分会主办、装甲兵工程学院装备再制造技术国防科技重点实验室承办的第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛将于2010年4月25~27日在北京的国家会议中心举行, 赛黙飞世尔科技做为业界的领导者,表面分析产品将参加此次会议。我们的国外专家受邀将在大会报告中介绍XPS光电子能谱仪在表面工程的应用,届时我们还会有展台展示。热忱欢迎广大表面分析工作者莅临指导! 赛默飞世尔科技表面分析产品部源于英国VG科技公司,具有超过40年的超高真空和表面分析设备的研发和制造经验,主要产品包括XPS能谱仪、场发射俄歇能谱仪以及紫外光电子能谱仪,在能量分辨率、灵敏度以及信噪比方面在同类产品中长期以来具有优势。产品目前广泛应用于科研和工业领域,包括化工、催化、薄膜、半导体、钢铁、纳米材料以及微器件等。 自上个世纪八十年代进入中国以来,表面分析产品部门在提供不断更新的产品同时,更是已建立成熟完善的国内售后服务团队。目前国内已有用户总数超过70位,自2004年以来,国内新增用户超过30位,2009年市场占有率更是超过了65%,在技术和售后服务方面,已获得了国内表面分析领域的高度认可。 目前表面分析产品部可提供用户多种表面分析的专业解决方案。产品型号包括全球首款数字化多功能光电子能谱仪ESCALAB 250Xi、智能化XPS能谱仪K-Alpha、平行角分辨XPS能谱仪Theta Probe、工业用大尺寸样品平行角分辨XPS能谱仪Theta 300、高性能场发射俄歇能谱仪Microlab 350以及实验室基本型XPS能谱仪 Multilab 2000等。其中最新型号的ESCALAB 250Xi 在2009年10月份正式推出,2009年12月份在国内已有两位新用户,其中包括国家级材料科研单位国家纳米科学中心。 如想了解更多信息, 可联系赛默飞世尔科技表面分析产品销售部:电话 010-84193588转3657,手机 13811077655,邮箱 yibin.wei@thermofisher.com,或浏览我们的网站 www.thermo.com.cn/Category483.html。 关于Thermo Fisher Scientific(赛默飞世尔科技) 赛默飞世尔科技 (Thermo Fisher Scientific)(纽约证交所代码:TMO)是全球科学服务领域的领导者,致力于帮助客户使世界更健康、更清洁、更安全。公司年销售额超过100亿美元,拥有员工约3万5千人,在全球范围内服务超过35万家客户。主要客户类型包括:医药和生物公司,医院和临床诊断实验室,大学、科研院所和政府机构,以及环境与工业过程控制装备制造商等。公司借助于Thermo Scientific和Fisher Scientific这两个主要的品牌,帮助客户解决在分析化学领域所遇到的从常规测试到复杂研发的各种挑战。Thermo Scientific能够为客户提供一整套包括高端分析仪器、实验室装备、软件、服务、耗材和试剂在内的实验室综合解决方案。Fisher Scientific为卫生保健、科学研究、安全和教育领域的客户提供一系列实验室装备、化学药品及其他用品和服务。赛默飞世尔科技将努力为客户提供最为便捷的采购方案,为科学研究的飞速发展不断改进工艺技术,提升客户价值,帮助股东提高收益,为员工创造良好的发展空间。更多信息,请浏览公司网站:www.thermofisher.com(英文) 或www.thermo.com.cn(中文)。
  • 关于召开第八届表面分析技术应用论坛暨表面化学分析国家标准宣贯会的通知
    随着我国科技实力的显著提升,分析测试的发展也日新月异,科研及测试机构、人才队伍不断壮大,实验室环境条件大为改善,仪器装备水平迅速提高,科技产出量质齐升,重大成果举世瞩目。为积极推动表面分析科学与应用技术的快速发展,加强同行之间交流合作,展示表面分析技术最新的进展,推动分析测试质量保障体系、数据溯源体系和标准体系的建设,由国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会、中国分析测试协会高校分析测试分会、北京理化分析测试学会表面分析专业委员会及仪器信息网联合举办的“第八届表面分析技术应用论坛暨表面化学分析国家标准宣贯会”,将于2022年6月14-15日线上举行。论坛以线上会议形式,通过报告专家与参会者的深入交流,旨在共同提升理论与技术水平, 促进表面分析科学研究队伍的壮大。一、组织单位国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会、中国分析测试协会高校分析测试分会、北京理化分析测试学会表面分析专业委员会、仪器信息网二、会议主题能源化学与碳中和三、会议形式线上会议,免费报名参会,进入会议官网报名或扫描以下二维码报名会议官网:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/bmfx2022扫码即刻报名参会四、会议日程(最终议程以活动专题页面发布为准)时间报告题目演讲嘉宾专场1:表面分析技术应用论坛(上)——6月14日09:00-11:45专场主持人朱永法(清华大学/国家电子能谱中心 教授/常务副主任)09:00-09:15致辞李景虹(清华大学/国家电子能谱中心/中国分析测试协会高校分析测试分会 院士/主任/主任委员)09:15-10:00水滑石基纳米光催化材料合成太阳燃料及高附加值化学品张铁锐(中国科学院理化技术研究所 研究员)10:00-10:30场发射俄歇微探针JAMP-9510F在材料表面分析中的应用张元 (日本电子株式会社 应用工程师)10:30-11:00X射线光电子能谱(XPS)技术及应用龚沿东(岛津企业管理(中国)有限公司 研究员)11:00-11:45太阳能驱动人工碳循环熊宇杰 (中国科学技术大学 教授)专场2:表面分析技术应用论坛(下)——6月14日13:30-16:45会议主持人张铁锐(中国科学院理化技术研究所 研究员)13:30-14:15Fully exposed palladium cluster catalysts enable hydrogen production from nitrogen heterocycles马丁(北京大学 教授)14:15-14:45待定赛默飞世尔科技元素分析14:45-15:30有机分子电催化转化王双印 (湖南大学 教授)15:30-16:00待定北京精微高博仪器有限公司16:00-16:45有机半导体可见光催化产氢、二氧化碳还原及肿瘤治疗研究朱永法(清华大学/国家电子能谱中心 教授/常务副主任)专场3:表面化学分析国家标准宣贯会——6月15日09:00-11:45会议主持人姚文清(清华大学/国家电子能谱中心 正高级工程师/副主任)09:00-09:45辉光放电质谱最新技术进展及其在相关标准方法中的应用卓尚军(中国科学院上海硅酸盐研究所 研究员)09:45-10:15XPS分析技术在空间和深度维度探测中的应用鞠焕鑫(高德英特(北京)科技有限公司 应用科学家)10:15-11:00GB/T 41072-2021 表面化学分析 电子能谱 紫外光电子能谱分析指南赵志娟(中科院化学所 高级工程师)11:00-11:45扫描探针显微镜漂移标准化研究黄文浩(中国科学技术大学 教授)五、 嘉宾简介&报告摘要专场1表面分析技术应用论坛(上)(6月14日上午)朱永法清华大学/国家电子能谱中心教授/常务副主任专场主持人:09:00--11:45李景虹清华大学/国家电子能谱中心/中国分析测试协会高校分析测试分会院士/主任/主任委员大会致辞:09:00--09:15李景虹,中国科学院院士、第十二、十三届全国政协委员。清华大学化学系教授,化学系学术委员会主任,国家电子能谱中心主任,清华大学分析中心主任。1991年获中国科学技术大学学士学位,1996年获中科院长春应用化学研究所博士学位。近年来致力于电分析化学、生物电化学、单细胞分析化学及纳米电化学领域的教学科研工作。以通讯作者在Nature Nanotech., Nature Protocol, J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem.等学术刊物上发表SCI论文400余篇。2015-2021年连续五年入选汤森路透全球高被引科学家。以第一完成人获国家自然科学奖二等奖、教育部自然科学奖一等奖等。任Chem. Soc. Rev., ACS Sensors, Small Methods, Biosensors Bioelectronics, Biosensors, Chemosensors等期刊编委。张铁锐中国科学院理化技术研究所研究员报告题目:水滑石基纳米光催化材料合成太阳燃料及高附加值化学品报告&答疑:09:15--10:00张铁锐,中国科学院理化技术研究所研究员、博士生导师,中国科学院光化学转化与功能材料重点实验室主任。吉林大学化学学士,吉林大学有机化学博士。之后,在德国、加拿大和美国进行博士后研究。2009年底回国受聘于中国科学院理化技术研究所。主要从事能量转换纳米催化材料方面的研究,在Nat. Catal.等期刊上发表SCI论文280余篇,被引用26000多次,H指数89,并入选2018-2021科睿唯安“全球高被引科学家”;申请国家发明专利49项(已授权37项)。曾获皇家学会高级牛顿学者、德国“洪堡”学者基金、国家基金委“杰青”、国家“万人计划”科技创新领军人才等资助、以及中国感光学会青年科技奖等奖项。2017年当选英国皇家化学会会士。兼任Science Bulletin副主编以及Advanced Energy Materials等期刊编委。现任中国材料研究学会青年工作委员会-常委,中国化学会能源化学专业委员会-秘书长,中国感光学会光催化专业委员会-副主任委员等学术职务。报告摘要:水滑石基纳米材料因组成结构易于调控、制备简便等优点在光催化领域而备受关注。近年来,我们研究团队通过在水滑石表面创造缺陷位和构造界面结构的手段,分别实现了对反应物CO2、N2等吸附和活化的增强,以及中间反应物种反应路径的调控,进而提升了光催化CO、CO2和N2加氢反应的催化活性和生成高附加值产物的选择性。张元日本电子株式会社应用工程师报告题目:场发射俄歇微探针JAMP-9510F在材料表面分析中的应用报告&答疑:10:00--10:30张元,日本电子应用工程师。2016年毕业于上海交通大学材料科学与工程专业,获工学学士学位;2019年毕业于京都大学大材料工学研究科,获工学硕士学位。2019年入职日本电子,现担任应用工程师一职,主要负责场发射俄歇微探针与钨灯丝扫描电镜的应用与培训。报告摘要:日本电子的场发射俄歇微探针装置JAMP-9510F能够实现纳米级空间分辨率下试样表层的元素分布、化学组成、化合态分析等材料表征。无论是金属试样还是绝缘材料,JAMP-9510F装载的静电半球形分析器、场发射电子枪的大束流、高精度全对中试样台以及悬浮式离子枪都能提供多种表面分析方法。龚沿东岛津企业管理(中国)有限公司研究员报告题目:X射线光电子能谱(XPS)技术及应用报告&答疑:10:30--11:00龚沿东,研究员,1986年毕业于清华大学现代应用物理系,曾任中国科学院金属研究所分析测试部主任(研究员)。英国国家物理实验室(National Physical Laboratory)访问学者,美国圣母大学(University of Notre Dame)化工系研究助理。现任全国微束分析标准化技术委员会委员,全国微束分析标准化技术委员会表面分技术委员会委员。岛津公司市场部XPS和EPMA首席技术专家。报告摘要: X射线光电子能谱仪是表面分析领域中一种崭新的分析技术,通过测量固体样品表面约10nm左右被激发出光电子的动能,进而对固体样品表面的元素成分进行定性、定量及价态分析。报告中主要介绍XPS原理、技术特点以及XPS在催化材料、电池材料、薄膜材料、电子器件等材料中的应用案例,旨在让科研工作者对XPS表面分析技术在材料领域的应用有所了解。熊宇杰中国科学技术大学教授报告题目:太阳能驱动人工碳循环报告&答疑:11:00--11:45熊宇杰,中国科学技术大学教授、博士生导师。1996年进入中国科学技术大学少年班系学习,2000年获化学物理学士学位,2004年获无机化学博士学位,师从谢毅院士。2004至2011年先后在美国华盛顿大学(西雅图)、伊利诺伊大学香槟分校、华盛顿大学圣路易斯分校工作。2011年辞去美国国家纳米技术基础设施组织的首席研究员职位,回到中国科学技术大学任教授,建立独立研究团队,同年入选首批国家高层次青年人才计划和中国科学院人才计划。2016年获批组建中国科学院“等离激元催化”创新交叉团队,2020年终期评估结果为优秀。2017年获国家杰出青年科学基金资助,入选英国皇家化学会会士。2018年获聘长江学者特聘教授,入选国家万人计划科技创新领军人才。2022年入选新加坡国家化学会会士。现任ACS Materials Letters副主编。主要从事基于催化过程的生态系统重构研究。在Science等国际刊物上发表250余篇论文,总引用31,000余次(H指数91),入选科睿唯安全球高被引科学家榜单和爱思唯尔中国高被引学者榜单。2012年获国家自然科学二等奖(第三完成人),2014-2016和2018年四次获中国科学院优秀导师奖,2015年获中美化学与化学生物学教授协会杰出教授奖,2019年获英国皇家化学会Chem Soc Rev开拓研究者讲座奖,2021年获安徽省自然科学一等奖(第一完成人)。报告摘要:人类正在探索实现“碳中和”的有效途径,凸显出建立人工碳循环的重要性。本报告将阐述如何针对太阳能驱动二氧化碳和甲烷转化,在太阳能俘获和电荷分离的基础上,对化学键的形成和断裂进行选择性控制,将其转化为燃料或化学品。另一方面,利用自然界的生物活性基元,开发无机-生物杂化系统,为太阳能驱动固碳提供新的思路。专场2表面分析技术应用论坛(下)(6月14日下午)张铁锐中国科学院理化技术研究所研究员专场主持人:13:30--16:45马丁北京大学教授报告题目:Fully exposed palladium cluster catalysts enable hydrogen production from nitrogen heterocycles报名占位报告&答疑:13:30--14:15马丁,北京大学化学与分子工程学院教授。针对我国社会能源和资源优化利用过程,主要开展氢能制备与输运,高值碳基化学品/油品合成, 以及催化反应机理研究等方面研究工作。获得2013年度北京大学青年教师教学比赛一等奖,2014年度王选青年学者奖,2017年中国催化青年奖,2017年度中国科学十大进展。2014-2017年担任英国皇家化学会Catalysis Science & Technology副主编 目前担任Chinese Journal of Chemistry、 ACS Catalysis 副主编,Science Bulletin、Journal of Energy Chemistry、 Joule、Journal of Catalysis、Catalysis Science & Technology等刊编委和顾问编委。报告摘要:人类正在探索实现“碳中和”的有效途径,凸显出建立人工碳循环的重要性。本报告将阐述如何针对太阳能驱动二氧化碳和甲烷转化,在太阳能俘获和电荷分离的基础上,对化学键的形成和断裂进行选择性控制,将其转化为燃料或化学品。另一方面,利用自然界的生物活性基元,开发无机-生物杂化系统,为太阳能驱动固碳提供新的思路。待定赛默飞世尔科技元素分析报告题目:待定报告&答疑:14:15--14:45王双印湖南大学教授待定北京精微高博仪器有限公司报告题目:待定报告&答疑:15:30--16:00朱永法清华大学/国家电子能谱中心
  • 最全表面分析技术盛会!首届表面分析技术与应用主题网络研讨会全日程公布!
    表面分析技术即利用电子、光子、离子、原子等与固体表面的相互作用,测量从表面散射或发射的电子、光子、离子、原子、分子的能谱、光谱、质谱、空间分布或衍射图像,得到表面成分、表面结构、表面电子态及表面物理化学过程等信息的各种技术。表面分析技术广泛应用于材料表征等领域,是目前最前沿的分析技术之一。仪器信息网将于2022年9月7-9日举办首届表面分析技术与应用主题网络研讨会,旨在促进表面分析技术与应用领域的发展,利用互联网技术为国内的广大科研及相关工作者提供一个突破时间地域限制的免费学习平台,让大家足不出户便能聆听到表面分析技术专家的精彩报告,节省时间和资金成本。首届表面分析技术与应用主题网络研讨会共设置了5个主题会场 ,分别是:电子能谱(XPS/AES/UPS)技术与应用、扫描探针显微镜(AFM/STM)技术与应用、电子探针/原子探针技术与应用、二次离子质谱(SIMS)技术与应用、拉曼光谱及其他表面分析技术与应用。会议页面(点击快速免费报名参会):https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icsa2022/专场设置专场主题专场时间专场一:电子能谱(XPS/AES/UPS)技术与应用9月7日上午专场二:扫描探针显微镜(AFM/STM)技术与应用9月7日下午专场三:电子探针/原子探针技术与应用9月8日上午专场四:二次离子质谱(SIMS)技术与应用9月8日下午专场五:拉曼光谱及其他表面分析技术与应用9月9日上午会议全日程报告时间报告题目报告人工作单位职务/职称专场一:电子能谱(XPS/AES/UPS)技术与应用(09月07日上午)09:00--09:30原位电子能谱技术应用进展姚文清清华大学/国家电子能谱中心研究员/副主任09:30--10:00X射线光电子能谱法在有机高分子材料研究中的应用程斌北京化工大学研究员/副主任10:00--10:30光电子能谱(XPS)深度剖析吴正龙北京师范大学教授级高工10:30--11:00低能离子散射谱(LEISS)在催化剂表界面研究中的应用陈明树厦门大学教授11:00--11:30XPS在催化材料研究中的应用邱丽美石油化工科学研究院高级工程师11:30--12:00多功能光电子能谱仪在表面分析中的应用周楷重庆大学分析测试中心高级工程师12:00--12:30光电子能谱在固态锂离子电池研究中应用谢方艳中山大学高级实验师专场二:扫描探针显微镜(AFM/STM)技术与应用(09月07日下午)14:00--14:30Coherence enhancement of solid-state qubits by scanning probe microscopy江颖北京大学教授14:30--15:00原子力显微镜样品制备方法介绍潘涛Park原子力显微镜高级工程师15:00--15:30Local Interfacial Engineering of 2D Atomic Crystals by Advanced Atomic Force Microscopy程志海中国人民大学教授15:30--16:00基于STM的亚纳米分辨单分子光谱成像董振超中国科学技术大学教授16:00--16:30新型大能隙拓扑绝缘体α‐Bi4Br4的拓扑边缘态肖文德北京理工大学研究员16:30--17:00STM原理及在有机分子自组装上的应用曾庆祷国家纳米科学中心研究员17:00--17:30Research progress of atomically manipulating structural and electronic properties of low-dimensional structures陈辉中科院物理研究所副研究员专场三:电子探针/原子探针技术与应用(09月08日上午)09:00--09:30电子探针分析技术及其标准化研究陈振宇中国地质科学院矿产资源研究所研究室主任/研究员09:30--10:00电子探针市场分析和我们的应对举措胡晋生捷欧路(北京)科贸有限公司表面分析产品经理/部长10:00--10:30超轻金属元素Be的原位定量分析及其应用饶灿浙江大学教授10:30--11:00岛津epma技术特点及其应用廖鑫岛津企业管理(中国)有限公司EPMA产品专员11:00--11:30电子探针微区化学状态分析及其应用王道岭中国科学院金属研究所高级工程师11:30--12:00原子探针层析技术最新进展及应用李慧上海大学副研究员专场四:二次离子质谱(SIMS)技术与应用(09月08日下午)14:00--14:30飞行时间二次离子质谱分析技术及其应用李展平清华大学分析中心高级工程师14:30--15:00飞行时间二次离子质谱及其应用汪福意中国科学院化学研究所研究员15:00--15:30AES/XPS/SIMS/GD-OES(MS)深度剖析定量分析王江涌汕头大学物理系教授15:30--16:00用于SIMS的高分辨质谱技术进展及展望李海洋中国科学院大连化学物理研究所研究员专场五:拉曼光谱及其他表面分析技术与应用(09月09日上午)09:00--09:30电化学表面增强拉曼光谱及等离激元介导光化学反应研究吴德印厦门大学教授09:30--10:00国产显微共聚焦拉曼光谱成像仪刘鸿飞奥普天成(厦门)光电有限公司董事长/高级工程师10:00--10:30表面增强拉曼光谱在纳米颗粒表面化学反应原位检测中的应用谢微南开大学研究员10:30--11:00基于消逝场界面耦合的表面增强拉曼光谱新技术徐抒平吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室教授11:00--11:30双光束原位红外光谱表征技术研究进展刘家旭大连理工大学副教授会议报名链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/icsa2022/或扫描上方二维码报名会议联系管编辑:17862992005,guancg@instrument.com.cn会前访谈:仪器信息网资深编辑将于9月6日对话高德英特有限公司中国区执行总监叶上远,邀请其分享对于表面分析技术和产业的经验和看法。访谈直播平台为仪器信息网视频号,扫描下方图片二维码报名预约。
  • 第十届表面分析技术应用论坛暨表面化学分析国家标准宣贯会第一轮通知
    随着我国科技实力的显著提升,分析测试的发展也日新月异,科研及测试机构、人才队伍不断壮大,实验室环境条件大为改善,仪器装备水平迅速提高,科技产出量质齐升,重大成果举世瞩目。为积极推动表面分析科学与应用技术的快速发展,加强同行之间交流合作,展示表面分析技术最新的进展,推动分析测试质量保障体系、数据溯源体系和标准体系的建设,由国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会、中国分析测试协会高校分析测试分会、北京理化分析测试学会表面分析专业委员会及仪器信息网联合举办的“第十届表面分析技术应用论坛暨表面化学分析国家标准宣贯会”,将于2023年6月19日举行。论坛以线上会议形式,通过报告专家与参会者的深入交流,旨在共同提升理论与技术水平, 促进表面分析科学研究队伍的壮大。主办单位:国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心;全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会;中国分析测试协会高校分析测试分会;北京理化分析测试学会表面分析专业委员会;仪器信息网承办单位:仪器信息网扫码报名会议日程报告时间报告题目报告嘉宾9:00-12:00主持人姚文清(清华大学/国家电子能谱中心副主任)9:00-9:20致辞李景虹(清华大学/国家电子能谱中心/中国分析测试协会高校分析测试分会 院士/主任/主任委员)9:20-10:00待定韩晓东(南方科技大学 教授)10:00-10:40原位红外技术研究光催化界面机制陈春城(中科院化学所 研究员)10:40-11:20基于XPS-SEM的表面分析联用技术和应用葛青亲(赛默飞世尔科技(中国)有限公司 资深应用专家)11:20-12:00重新认识月球表面过程:嫦娥五号月壤的制约李阳(中国科学院地球化学研究所 副主任/研究员)12:00-14:00午休全体观众14:00-17:10主持人刘芬(中科院化学所/表面化学分析分技术委员会秘书长)14:00-14:40待定赵丽霞(天津工业大学 教授)14:40-15:20二次离子质谱(SIMS)质量分辨的测量李展平(清华大学分析中心 高级工程师)15:20-15:50待定北京艾飞拓科技有限公司15:50-16:30国际标准ISO 24417:2022《表面化学分析 辉光放电光谱法分析铁基表面的金属纳米膜》的制定张毅(宝山钢铁股份有限公司中央研究院 教授级高级工程师)16:30-17:10待定孙洁林(上海交通大学 研究员)报名链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/bmfx2023/会议联系会议内容:管编辑,17862992005,guancg@instrument.com.cn会议赞助:刘经理,15718850776,liuyw@instrument.com.cn
  • 第八届表面分析技术应用论坛暨表面化学分析国家标准宣贯会第二轮通知
    随着我国科技实力的显著提升,分析测试的发展也日新月异,科研及测试机构、人才队伍不断壮大,实验室环境条件大为改善,仪器装备水平迅速提高,科技产出量质齐升,重大成果举世瞩目。为积极推动表面分析科学与应用技术的快速发展,加强同行之间交流合作,展示表面分析技术最新的进展,推动分析测试质量保障体系、数据溯源体系和标准体系的建设,由国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会、中国分析测试协会高校分析测试分会、北京理化分析测试学会表面分析专业委员会及仪器信息网联合举办的“第八届表面分析技术应用论坛暨表面化学分析国家标准宣贯会”,将以线上会议形式于2022年6月14-15日举行,通过报告专家与参会者的深入交流,旨在共同提升理论与技术水平, 促进表面分析科学研究队伍的壮大。主办单位:国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会中国分析测试协会高校分析测试分会北京理化分析测试学会表面分析专业委员会仪器信息网会议主题:能源化学与碳中和本次会议的特邀嘉宾有:中国科学院院士、清华大学化学系学术委员会主任、国家电子能谱中心主任、清华大学分析中心主任李景虹教授;国家杰出青年基金获得者、国家电子能谱中心常务副主任、清华大学朱永法教授;国家杰出青年基金获得者、国家“万人计划”科技创新领军人才、英国皇家化学会会士、中国科学院理化技术研究所光化学转化与功能材料重点实验室主任张铁锐研究员;中国催化青年奖获得者、北京大学化学与分子工程学院马丁教授;国家杰出青年基金获得者、科技部重点研发计划项目负责人、湖南大学王双印教授;国家杰出青年基金获得者、长江学者特聘教授、国家万人计划科技创新领军人才、英国皇家化学会会士、中国科学技术大学熊宇杰教授;国家电子能谱中心副主任、清华大学分析中心正高级工程师姚文清;国家大型科学仪器中心上海无机质谱中心主任、上海市分析测试协会理事长、中国科学院上海硅酸盐研究所公共技术中心主任卓尚军研究员;中科院化学所分析测试中心电子能谱组负责人、高级工程师赵志娟;科技部变革性技术专项咨询专家、中国科学技术大学黄文浩教授。会议日程:6月14日 9:00-16:456月15日 9:00-11:45会议报名:线上会议,免费报名参会,进入会议官网报名或扫描以下二维码报名会议官网:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/bmfx2022
  • 一轮通知 | 第十一届表面分析技术应用论坛暨表面化学分析国家标准宣贯会
    随着我国科技实力的显著提升,分析测试的发展也日新月异,科研及测试机构、人才队伍不断壮大,实验室环境条件大为改善,仪器装备水平迅速提高,科技产出量质齐升,重大成果举世瞩目。为积极推动表面分析科学与应用技术的快速发展,加强同行之间交流合作,展示表面分析技术最新的进展,推动分析测试质量保障体系、数据溯源体系和标准体系的建设,由国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会、中国分析测试协会高校分析测试分会、北京理化分析测试学会表面分析专业委员会及仪器信息网联合举办的“第十一届表面分析技术应用论坛暨表面化学分析国家标准宣贯会”,将于2024年8月5-6日举行。论坛以线上会议形式,通过报告专家与参会者的深入交流,旨在共同提升理论与技术水平, 促进表面分析科学研究队伍的壮大。1. 主办单位国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心全国微束分析标准化技术委员会表面化学分析分技术委员会中国分析测试协会高校分析测试分会北京理化分析测试学会表面分析专业委员会仪器信息网2. 会议时间2024年8月5日-6日3. 会议形式仪器信息网“3i讲堂”平台4. 会议日程报告时间报告题目报告嘉宾表面分析技术与应用专场主持人:朱永法 教授9:00-9:50表面等离子体电化学显微成像清华大学李景虹 院士9:50-10:30Hydrogen Evolution via Interface Engineered Nanocatalysis新加坡国立大学陈伟 教授10:30-11:00基于原位XPS-Raman的表面分析联用技术和应用赛默飞11:00-11:30待定岛津11:30-12:10待定重庆大学周小元 教授午休表面分析技术与应用专场主持人:姚文清 研究员14:00-14:40有机共轭半导体可见光催化光水解产氢研究清华大学朱永法 教授14:40-15:10待定艾飞拓15:10-15:50气-液微界面化学成像表征及理化特性复旦大学张立武 教授15:50-16:20待定厂商报告16:20-17:00光电子能谱与能源半导体界面华东师范大学保秦烨 教授17:00-17:40待定电子科技大学董帆 教授表面化学分析国家标准宣贯专场主持人:刘芬 秘书长09:00-09:40GB/T 42518-2023 锗酸铋(BGO)晶体 痕量元素化学分析 辉光放电质谱法中科院上海硅酸盐所卓尚军 研究员09:40-10:10待定厂商报告10:10-10:50GB/T 42360-2023 表面化学分析 水的全反射X射线荧光光谱分析中石化石油化工科学研究院有限公司邱丽美 研究员10:50-11:20待定厂商报告11:20-12:00GB/T 43661-2024表面化学分析 扫描探针显微术 用于二维掺杂物成像等用途的电扫描探针显微镜(ESPM,如SSRM和SCM)空间分辨的定义和校准中山大学陈建 教授5. 参会方式本次会议免费参会,参会报名请点击:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/bmfx2024/ (内容更新中)报名二维码6. 会议联系会议内容:张编辑 15683038170(同微信) zhangxir@instrument.com.cn会议赞助:刘经理 15718850776(同微信) liuyw@instrument.com.cn
  • 【精彩视频回放】聚焦新材料研究 多种表面分析技术各显其能——第三届表面分析技术应用论坛成功召开
    p   表面科学是上世纪60年代后期发展起来的一门学科,目前已经成为国际上最为活跃的学科之一。材料表面的成分、结构、化学状态等与内部有明显的不同,而表面特性对材料的物理、化学等性能影响很大。随着我国新材料领域研究的深入,表面分析技术也日益发挥其重要的作用。当前,全球已经开发了数十种常用的表面分析技术,如X射线光电子能谱(XPS)、二次离子质谱(SIMS)、扫描探针显微镜(SPM)、辉光放电光谱(GDS)、俄歇电子能谱(AES)等。 /p p   为了积极推动表面分析科学与应用技术的快速发展,加强同行之间交流合作,展示表面分析技术在新材料研究中的进展,5月20日,仪器信息网联手国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、中国分析测试协会高校分析测试分会举办“第三届表面分析技术应用论坛——表面分析技术在新材料研究中的应用”网络主题研讨会,七位专家就相关的研究领域分享了高质量的报告。 /p p   此次应用研讨会内容立足表面分析技术在新材料研究中的应用,既有某一课题的科研进展综述,也有某一方向的研究成果分享、最新标准解读,以及相关仪器使用介绍等。组织方希望通过此次表面分析技术应用论坛的平台,让与会者深入交流,共同提升理论与技术水平, 促进表面分析科学研究队伍的壮大。本次会议由国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心副主任、清华大学分析表面分析室主任、高级工程师姚文清主持。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/85014051-a8d5-4da7-874c-4853820e8013.jpg" title=" 姚文清.jpg" alt=" 姚文清.jpg" / /p p style=" text-align: center " strong 国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心副主任、清华大学分析表面分析室主任、高级工程师姚文清 /strong /p p strong /strong /p p style=" text-align: center" img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201905/uepic/80a5fb64-a7ff-4e04-a2d4-f343cc70cb41.jpg" title=" 报告嘉宾.png" alt=" 报告嘉宾.png" / /p p   清华大学张强教授主要从事能源材料研究,尤其是在金属锂、锂硫电池和电催化方面开展了一系列的工作。本次报告中,他从能源存储与转化的新机遇讲起,针对工作金属锂界面上的SEI(界面层),以及如何获得稳定的SEI,如何诱导金属锂均匀沉积等多个话题给大家介绍了其所开展的研究工作。报告题目: strong 《The Working Surface of Li Metal Anode in Safe Batteries》。 /strong /p p   计量、标准、合格评定(检测和认证认可)对人类社会进步和工业发展发挥着不可或缺的基础性作用,2006年联合国与国际标准化组织(ISO)正式明确“计量、标准化、合格评定”为国家质量基础(National Quality Infrastructure,简称 NQI)的三大构成要素。石墨烯由于其独特的性能使其成为代表性的新材料而受到各国政府的产业支持。中国计量科学研究院任玲玲研究员在简要回顾计量、标准的基础上,重点介绍针对急需有序规范发展的石墨烯粉体材料开展的NQI技术研究及成果实施。 strong 报告题目:《石墨烯粉体材料计量、标准及合格评定全链条实施》。 /strong /p p   X射线光电子能谱(XPS)是表面分析领域中的一种崭新的分析技术,通过测量固体表面约10个纳米层左右被激发出光电子的动能,进而对固体样品表面的元素成分进行定性、定量或半定量及价态分析。XPS作为一种分析各种材料表面的重要工具,目前广泛应用于与材料相关的基础科学和应用科学领域,包括各种催化材料、纳米材料、高分子材料、薄膜材料、新型光电材料、金属以及半导体等表面性能研究。岛津宋玉婷博士介绍了XPS的技术特点及应用案例。 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/Video/play/105159/" target=" _blank" span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 报告视频精彩回放:《X射线光电子能谱最新应用进展》 /strong /span /a /p p   以氮化镓和砷化镓为代表的III-V族化合物,都是直接带隙半导体材料,通过掺杂或能带设计可以调控光电等物理特性,在光电领域具有独特优势。表面分析技术常被用于研究半导体材料及器件性能,分析表面形貌、组分、化学态、结构及能带等信息。本次报告,中国科学院半导体研究所赵丽霞研究员介绍了几个利用表面分析技术在研究III-V半导体光电材料和器件的典型工作。 strong 报告题目:《表面分析技术在III-V族半导体光电材料器件中的应用》 /strong 。 /p p   扫描隧道显微镜是当前表面物理和化学研究的重要实验设备。扫描隧道显微镜的基本原理是基于量子力学的隧穿效应,隧穿电流与隧穿结的高度灵敏性使扫描隧道显微镜具有原子级的空间分辨能力。扫描隧道显微镜的主要功能包括表面形貌成像、表面电子态密度测量、及原子分子操纵。中科院物理研究所陆兴华研究员的报告通过几个典型应用来展示扫描隧道显微镜的这些基本功能,并对扫描隧道显微镜技术的未来发展方向作了简单的介绍。 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/Video/play/105162" target=" _blank" strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " 报告视频精彩回放:《扫描隧道显微镜技术》。 /span /strong /a /p p   飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)能以极高的灵敏度(ppm~ppb)探测到包括H在内的所有元素及其化合物信息,被誉为是一种普适的分析技术。清华大学分析中心李展平博士的报告介绍了TOF-SIMS的基本原理、技术特点,以及它在环境等各种领域的应用。 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/Video/play/105160" target=" _blank" span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 报告视频精彩回放:《飞行时间二次离子质谱分析技术及其应用》。 /strong /span /a /p p   三氧化钼是一种用途广泛的材料,在催化、抗菌等领域内有独特的应用。MoO sub 3 /sub @SiO sub 2 /sub 是常见三氧化钼的使用形态,几十年来已经用不少方法进行过很多研究。北京化工大学程斌分享了其实验室对MoO3@SiO2的最近研究方法与结果。 a href=" https://www.instrument.com.cn/webinar/Video/play/105161/" target=" _blank" span style=" color: rgb(255, 0, 0) " strong 报告视频精彩回放:《氧化钼在MoO3@SiO2上分布的研究》 /strong /span /a /p p   虽然会议已经结束,但是精彩仍在继续,仪器信息网已经将部分报告老师的现场讲座视频上传到仪器信息网网络讲堂,想要重复学习或者没机会参与会议直播的网友,可以点击 strong 报告视频精彩回放 /strong 进行学习与分享。 /p
  • 表面分析技术与新能源研究的结合——2017年全国表面分析方法及新能源与生物功能材料学术研讨会
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 2017年5月20日,“2017年全国表面分析方法及新能源与生物功能材料学术研讨会”在重庆召开。此次会议由西南大学、重庆大学、赛默飞主办,170多位来自科研院校、以及企业的专家用户参加了此次会议。 /p p style=" text-align: center " & nbsp /p p style=" text-align: center " img title=" 现场1.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/3f44f489-93a2-49c9-b0eb-35c6af40112a.jpg" / /p p style=" text-align: center " 会议现场 /p p   就像在 a title=" " style=" color: rgb(255, 0, 0) text-decoration: underline " href=" http://www.instrument.com.cn/news/20170520/220051.shtml" target=" _blank" strong span style=" color: rgb(255, 0, 0) " “2017年全国表面分析方法及新能源与生物功能材料学术研讨会”在重庆召开 /span /strong /a 中,西南大学李长明院士说到的,当今社会的发展离不开新能源的出现和先进能源技术的使用,发展新能源、改善传统能源环境污染状况,是全世界全人类共同关心的问题。 /p p   中国科学院长春应用化学研究所杨秀荣院士也提到,全球能源消耗面临着巨大危机,据2013年全球能源消费统计,石油只能再用45年、煤还能用200年,同时石油、煤等传统能源造成的环境污染也日趋严重。因此开发具有应用潜能的清洁能源具有重要意义。 /p p   根据国务院印发的《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》纲要,“十三五”期间国家将大力推动新能源汽车、新能源和节能环保产业快速壮大,加快生物产业创新发展步伐,超前布局战略性产业,促进战略性新兴产业集聚发展。而新能源的发展离不开对其相互作用反应机理的研究,这就使得分析技术,如表面分析技术变得非常关键。 /p p   此次大会的主题之一即聚焦“新能源”,主办方邀请了业内相关专家介绍了他们洁净能源技术研发的新进展。 /p p style=" text-align: center " & nbsp /p p style=" text-align: center " img title=" 盛世善.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/5570ce22-d034-403f-b8dc-abec4f0cbbaf.jpg" / /p p style=" text-align: center " 中国科学院大连化物所盛世善研究员 /p p style=" text-align: center " 报告题目:清洁能源与表面分析 /p p   报告中,盛世善教授介绍了洁净能源——煤基合成油的制备工艺、催化剂,及利用XPS等表面分析技术进行表征获得相关信息的情况。采用了新的铁基催化剂的费托合成以煤炭为原料制成的合成气直接制备烯烃,选择性超过了80%,而传统的以钴为催化剂的费托合成低碳烯烃的选择性理论上最高为58%,这一技术突破创造了一条煤基合成气转化制烯烃的新途径。盛世善教授介绍了此工艺过程中采用的新型双功能催化剂,并利用表面分析技术对其进行表征,对于金属或合金、多元催化剂可获得元素的偏析、分凝等信息 在催化剂制备条件选择上,可以获得焙烧气氛与温度等信息 对于半导体催化剂可以获得价带、材料的功函数等信息。 /p p style=" text-align: center " img title=" 陈建.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/22990709-8fe5-4e9f-82eb-2c3627a2e218.jpg" / /p p style=" text-align: center " 中山大学陈建教授 /p p style=" text-align: center " 报告题目:表面分析技术在先进能源材料研究中的若干应用 /p p   陈建教授在报告中介绍了扫描探针显微、表面增强拉曼光谱、表面等离子体共振、光电子能谱等表面分析技术在先进能源材料研究中的新应用进展。如实现了对半导体材料表面、器件界面的结构与光电性质进行了原位、实时的测量,为界面调控提供了有效的分析手段。发展了基于表面增强拉曼散射技术的纳米局域热点温度检测方法,研究光电催化反应机理的原位光谱学分析方法,和研究聚合物在等温冷却结晶过程中的结构相态变化和结晶动力学过程的原位变温拉曼散射法。最后利用X射线光电子能谱与氩离子刻蚀联合技术明确了聚合物太阳能电池形成界面偶离子的机理和微观过程,揭示了钙钛矿太阳能电池钙钛矿薄膜形成的内在机制。 /p p style=" text-align: center " img title=" 谢芳艳.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201705/insimg/468aeafa-5982-4e0c-b14c-247fc585913f.jpg" / /p p style=" text-align: center " 中山大学谢芳艳 /p p style=" text-align: center " 报告题目:光电子能谱在有机太阳电池研究中的应用 /p p   陈建教授的同事谢芳艳此次大会也带来了精彩报告,报告内容包括聚合物有机太阳电池、钙钛矿太阳电池的情况,而且,结合光电子能谱所能提供的信息,谢芳艳介绍了其团队在这方面所开展的应用实例。 /p p & nbsp /p
  • 应用 | 定向有机玻璃表面能与黏结强度研究
    摘要酸处理和等离子处理后定向有机玻璃表面粗糙度和表面极性增加,同时表面润湿性能得到改善,使黏结强度分别上升了14%和22%;而过渡层预处理提高了基材表面能,处理后定向有机玻璃表面极性与TPU相近,降低了界面张力,明显改善界面黏结性能,黏结强度由4.44kN/m上升至23.61kN/m。研究背景轻度交联和定向研磨赋予了定向有机玻璃(stretched acrylicsheet)更为优异的力学性能、抗裂纹扩展性能和光学性能,使其强度高、韧性优良,具有良好的耐热性和耐久性,因此成为航空透明件的主要材料。定向有机玻璃与热塑性聚氨酯(TPU)中间层作为航空有机层合结构透明件的关键材料,二者间界面的黏结强度是影响有机层合透明件在工程应用中可靠性的重要因素。实验部分接触角测试:采用德国KRÜ SS接触角测量仪测量液体在固体表面上的接触角。每次滴液2μL,在样品表面稳定30s后读取结果。取10个接触角平均值作为此液体在该表面的接触角。所有测量均在室温(25 ℃)下进行。测试液体使用去离子水、二碘甲烷和乙二醇,测试液体表面能参数如表1所示。 表面能计算:根据Van Oss理论,对表面能有贡献的除了色散力外还有极性作用力,并将极性部分视为电子给体与电子受体之间的相互作用。因此表面能分为Lifshitz-vander Waals分量γLW和Lewis酸碱分量γAB(分为Lewis酸分量γ+和Lewis碱分量γ-)。固体的表面能γS和液体的表面能 γL可分别表示为: 固液之间界面张力γSL与固体的表面能和液体的表面能的关系为: 根据杨氏方程,可得: 表面能作为衡量润湿性能的重要参数,固体表面能可以通过测量一系列测试液体在固体表面上的接触角,通过上述方程就可以计算。结果与讨论由于界面的形成、结构和稳定会受到多种物理、化学因素的影响,目前没有单一黏结理论可以解释所有的黏结现象。但不论是何种黏结机理,都要求黏结的二者具有良好的润湿性能。将结合在一起的两相分开所需力做的功称之为Wa,为: 式中:γ1, γ2分别为两相表面能;γ12为两相间界面张力。从粘附功公式可知,增大两相表面能或者降低两相之间界面张力都可以提高黏结强度。不同预处理方法处理的定向有机玻璃基材和TPU胶片表面接触角测试结果如表2所示。由红外结果可知,酸处理和等离子处理后与水接触角定向有机玻璃表面C=O极性基团含量增加,亲水性增加,酸处理和等离子处理后水接触角减小;且酸处理和等离子处理后表面粗糙度增加,有利于接触角的降低。而过渡层处理后,样品表面疏水基团-(CH₂ )-含量增加,表面粗糙度下降,故水接触角增加。 根据表2的接触角结果计算得到的各材料表面能,结果见表3。TPU表面能较处理前后定向有机玻璃都低,说明TPU作为中间层材料可以在定向有机玻璃表面铺展,且处理后样品表面能增加,更有利于TPU在表面的铺展和吸附。由表3中参数可知定向有机玻璃和TPU都属于极性聚合物,且呈现出明显的Lewis碱特性。定向有机玻璃的极性源于侧链上的酯基;而TPU的极性来自于主链上的氨基甲酸酯基、醚键等基团。材料γAB大小差异与极性基团在分子结构中所处位置有关。高聚物的极性大小可通过偶极矩来判断,极性基团活动性越好,高聚物极性越大。TPU的线性主链上氨基甲酸酯基和醚键酯键能形成分子内氢键,使得极性下降。由红外结果可知,经酸处理和等离子处理后,定向有机玻璃表面含氧基团数量增加,故表面能极性分量γAB增大。而过渡层界面相较于定向有机玻璃表面具有更多的-(CH₂ )-基团,柔性优于定向有机玻璃,有利于降低界面张力;同时过渡层界面的表面自由能极性分量与TPU胶片相近,由润湿理论所述当黏结剂与被黏体的极性相匹配时,界面张力最小;且处理后表面能增加,由粘附功公式可知,过渡层处理同时增加了表面能并降低了界面张力,有利于提高TPU与定向有机玻璃之间的黏附功。小结(1)酸处理和等离子处理在提高定向有机玻璃表面粗糙度的同时增大了基材的表面张力,增加了表面极性,提高了黏结界面处分子间相互作用力,从而改善了TPU在基材表面的黏结性能。但界面处物理吸附力对提高黏结强度效果有限,经酸处理和等离子处理后定向有机玻璃与TPU黏结强度分别提高了14%和22%。(2)过渡层处理大幅度改善了定向有机玻璃与TPU的黏结性能。这是由于形成了与定向有机玻璃和TPU具有一定化学相容性的柔性界面,同时与TPU极性匹配,增大表面能并降低了界面张力。过渡层处理后黏结强度由4.44 kN/m上升至23.61 kN/m。(3)比较三种预处理方法对定向有机玻璃表面性能的影响以及与TPU间黏结强度差异,相较于增加表面粗糙度和物理吸附作用,改善界面的极性匹配性和化学相容性对提高TPU与定向有机玻璃间的黏结性能更具优势。本文有删减,详细信息请参考原文。
  • 六种表面分析技术与材料表征方法简介
    利用电子、光子、离子、原子、强电场、热能等与固体表面的相互作用,测量从表面散射或发射的电子、光子、离子、原子、分子的能谱、光谱、质谱、空间分布或衍射图像,得到表面成分、表面结构、表面电子态及表面物理化学过程等信息的各种技术,统称为先进材料表征方法。先进材料表征方法包括表面元素组成、化学态及其在表层的分布测定等。后者涉及元素在表面的横向和纵向(深度)分布。先进材料表征方法特点表面是固体的终端,表面向外一侧没有近邻原子,表面原子有部分化学键伸向空间,形成“悬空键”。因此表面具有与体相不同的较活跃的化学性质。表面指物体与真空或气体的界面。先进材料表征方法通常研究的是固体表面。表面有时指表面的单原子层,有时指上面的几个原子,有时指厚度达微米级的表面层。应用领域航空、汽车、材料、电子、化学、生物、地质学、医学、冶金、机械加工、半导体制造、陶瓷品等。X射线能谱分析(EDS)应用范围PCB、PCBA、FPC等。测试步骤将样品进行表面镀铂金后,放入扫描电子显微镜样品室中,使用15 kV的加速电压对测试位置进行放大观察,并用X射线能谱分析仪对样品进行元素定性半定量分析。样品要求非磁性或弱磁性,不易潮解且无挥发性的固态样品,小于8CM*8CM*2CM。典型图片PCB焊盘测试图片成分分析测试谱图聚焦离子束技术(FIB)聚焦离子束技术(Focused Ion beam,FIB)是利用电透镜将离子束聚焦成非常小尺寸的离子束轰击材料表面,实现材料的剥离、沉积、注入、切割和改性。随着纳米科技的发展,纳米尺度制造业发展迅速,而纳米加工就是纳米制造业的核心部分,纳米加工的代表性方法就是聚焦离子束。近年来发展起来的聚焦离子束技术(FIB)利用高强度聚焦离子束对材料进行纳米加工,配合扫描电镜(SEM)等高倍数电子显微镜实时观察,成为了纳米级分析、制造的主要方法。目前已广泛应用于半导体集成电路修改、离子注入、切割和故障分析等。聚焦离子束技术(FIB)可为客户解决的产品质量问题(1)在IC生产工艺中,发现微区电路蚀刻有错误,可利用FIB的切割,断开原来的电路,再使用定区域喷金,搭接到其他电路上,实现电路修改,最高精度可达5nm。(2)产品表面存在微纳米级缺陷,如异物、腐蚀、氧化等问题,需观察缺陷与基材的界面情况,利用FIB就可以准确定位切割,制备缺陷位置截面样品,再利用SEM观察界面情况。(3)微米级尺寸的样品,经过表面处理形成薄膜,需要观察薄膜的结构、与基材的结合程度,可利用FIB切割制样,再使用SEM观察。聚焦离子束技术(FIB)注意事项(1)样品大小5×5×1cm,当样品过大需切割取样。(2)样品需导电,不导电样品必须能喷金增加导电性。(3)切割深度必须小于50微米。应用实例(1)微米级缺陷样品截面制备(2)PCB电路断裂位置,利用离子成像观察铜箔金相。俄歇电子能谱分析(AES)俄歇电子能谱技术(Auger electron spectroscopy,简称AES),是一种表面科学和材料科学的分析技术,因检测由俄歇效应产生的俄歇电子信号进行分析而命名。这种效应系产生于受激发的原子的外层电子跳至低能阶所放出的能量被其他外层电子吸收而使后者逸出,这一连串事件称为俄歇效应,而逃脱出来的电子称为俄歇电子,通过检测俄歇电子的能量和数量来进行定性定量分析。AES应用于鉴定样品表面的化学性质及组成的分析,其特点在俄歇电子来极表面甚至单个原子层,仅带出表面的化学信息,具有分析区域小、分析深度浅和不破坏样品的特点,广泛应用于材料分析以及催化、吸附、腐蚀、磨损等方面的研究。俄歇电子能谱分析(AES)可为客户解决的产品质量问题(1)当产品表面存在微小的异物,而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析,可选择AES进行分析,AES能分析≥20nm直径的异物成分,且异物的厚度不受限制(能达到单个原子层厚度,0.5nm)。(2)当产品表面膜层太薄,无法使用常规测试进行厚度测量,可选择AES进行分析,利用AES的深度溅射功能测试≥3nm膜厚厚度。(3)当产品表面有多层薄膜,需测量各层膜厚及成分,利用D-SIMS(AES)能准确测定各层薄膜厚度及组成成分。注意事项(1)样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm,当样品尺寸过大需切割取样。(2)取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置,取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装, 避免外来污染影响分析结果。(3)由于AES测试深度太浅,无法对样品喷金后再测试,所以绝缘的样品不能测试,只能测试导电性较好的样品。(4)AES元素分析范围Li-U,只能测试无机物质,不能测试有机物物质,检出限0.1%。应用实例样品信息:样品为客户端送检LED碎片,客户端反映LED碎片上Pad表面存在污染物,要求分析污染物的类型。失效样品确认:将LED碎片放在金相显微镜下观察,寻找被污染的Pad,通过观察,发现Pad表面较多小黑点。X射线光电子能谱分析(XPS)X射线光电子能谱技术X射线光电子能谱技术(X-ray photoelectron spectroscopy,简称XPS)是一种表面分析方法, 使用X射线去辐射样品,使原子或分子的内层电子或价电子受激发射出来,被光子激发出来的电子称为光电子,可以测量光电子的能量和数量,从而获得待测物组成。XPS主要应用是测定电子的结合能来鉴定样品表面的化学性质及组成的分析,其特点在光电子来自表面10nm以内,仅带出表面的化学信息,具有分析区域小、分析深度浅和不破坏样品的特点,广泛应用于金属、无机材料、催化剂、聚合物、涂层材料矿石等各种材料的研究,以及腐蚀、摩擦、润滑、粘接、催化、包覆、氧化等过程的研究。X射线光电子能谱分析(XPS)可为客户解决的产品质量问题(1)当产品表面存在微小的异物,而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析,可选择XPS进行分析,XPS能分析≥10μm直径的异物成分以及元素价态,从而确定异物的化学态,对失效机理研究提供准确的数据。(2)当产品表面膜层太薄,无法使用常规测试进行厚度测量,可选择XPS进行分析,利用XPS的深度溅射功能测试≥20nm膜厚厚度。(3)当产品表面有多层薄膜,需测量各层膜厚及成分,利用D-SIMS能准确测定各层薄膜厚度及组成成分。(4)当产品的表面存在同种元素多种价态的物质,常规测试方法不能区分元素各种价态所含的比例,可考虑XPS价态分析,分析出元素各种价态所含的比例。注意事项(1)样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm,当样品尺寸过大需切割取样。(2)取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置,取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装, 避免外来污染影响分析结果。(3)XPS测试的样品可喷薄金(不大于1nm),可以测试弱导电性的样品,但绝缘的样品不能测试。(4)XPS元素分析范围Li-U,只能测试无机物质,不能测试有机物物质,检出限0.1%。应用实例样品信息:客户端发现PCB板上金片表面被污染,对污染区域进行分析,确定污染物类型。测试结果谱图动态二次离子质谱分析(D-SIMS)飞行时间二次离子质谱技术二次离子质谱技术(Dynamic Secondary Ion Mass Spectrometry,D-SIMS)是一种非常灵敏的表面分析技术,通过用一次离子激发样品表面,打出极其微量的二次离子,根据二次离子的质量来测定元素种类,具有极高分辨率和检出限的表面分析技术。D-SIMS可以提供表面,薄膜,界面以至于三维样品的元素结构信息,其特点在二次离子来自表面单个原子层(1nm以内),仅带出表面的化学信息,具有分析区域小、分析深度浅和检出限高的特点,广泛应用于物理,化学,微电子,生物,制药,空间分析等工业和研究方面。动态二次离子质谱分析(D-SIMS)可为客户解决的产品质量问题(1)当产品表面存在微小的异物,而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析,可选择D-SIMS进行分析,D-SIMS能分析≥10μm直径的异物成分。(2)当产品表面膜层太薄,无法使用常规测试进行膜厚测量,可选择D-SIMS进行分析,利用D-SIMS测量≥1nm的超薄膜厚。(3)当产品表面有多层薄膜,需测量各层膜厚及成分,利用D-SIMS能准确测定各层薄膜厚度及组成成分。(4)当膜层与基材截面出现分层等问题,但是未能观察到明显的异物痕迹,可使用D-SIMS分析表面超痕量物质成分,以确定截面是否存在外来污染,检出限高达ppb级别。(5)掺杂工艺中,掺杂元素的含量一般是在ppm-ppb之间,且深度可达几十微米,使用常规手段无法准确测试掺杂元素从表面到心部的浓度分布,利用D-SIMS可以完成这方面参数测试。动态二次离子质谱分析(D-SIMS)注意事项(1)样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm,当样品尺寸过大需切割取样,样品表面必须平整。(2)取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置,取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装, 避免外来污染影响分析结果。(3)D-SIMS测试的样品不受导电性的限制,绝缘的样品也可以测试。(4)D-SIMS元素分析范围H-U,检出限ppb级别。应用实例样品信息:P92钢阳极氧化膜厚度分析。飞行时间二次离子质谱分析(TOF-SIMS)飞行时间二次离子质谱技术(Time of Flight Secondary Ion Mass Spectrometry,TOF-SIMS)是一种非常灵敏的表面分析技术,通过用一次离子激发样品表面,打出极其微量的二次离子,根据二次离子因不同的质量而飞行到探测器的时间不同来测定离子质量,具有极高分辨率的测量技术。可以广泛应用于物理,化学,微电子,生物,制药,空间分析等工业和研究方面。TOF-SIMS可以提供表面,薄膜,界面以至于三维样品的元素、分子等结构信息,其特点在二次离子来自表面单个原子层分子层(1nm以内),仅带出表面的化学信息,具有分析区域小、分析深度浅和不破坏样品的特点,广泛应用于物理,化学,微电子,生物,制药,空间分析等工业和研究方面。飞行时间二次离子质谱分析(TOF-SIMS)可为客户解决的产品质量问题(1)当产品表面存在微小的异物,而常规的成分测试方法无法准确对异物进行定性定量分析,可选择TOF-SIMS进行分析,TOF-SIMS能分析≥10μm直径的异物成分。(2)当产品表面膜层太薄,无法使用常规测试进行成分分析,可选择TOF-SIMS进行分析,利用TOF-SIMS可定性分析膜层的成分。(3)当产品表面出现异物,但是未能确定异物的种类,利用TOF-SIMS成分分析,不仅可以分析出异物所含元素,还可以分析出异物的分子式,包括有机物分子式。(4)当膜层与基材截面出现分层等问题,但是未能观察到明显的异物痕迹,可使用TOF-SIMS分析表面痕量物质成分,以确定截面是否存在外来污染,检出限高达ppm级别。飞行时间二次离子质谱分析(TOF-SIMS)注意事项(1)样品最大规格尺寸为1×1×0.5cm,当样品尺寸过大需切割取样。(2)取样的时候避免手和取样工具接触到需要测试的位置,取下样品后使用真空包装或其他能隔离外界环境的包装, 避免外来污染影响分析结果。(3)TOF-SIMS测试的样品不受导电性的限制,绝缘的样品也可以测试。(4)TOF-SIMS元素分析范围H-U,包含有机无机材料的元素及分子态,检出限ppm级别。应用实例样品信息:铜箔表面覆盖有机物钝化膜,达到保护铜箔目的,客户端需要分析分析苯并咪唑与铜表面结合方式。
  • 应用 | 石墨烯表面究竟是疏水还是亲水?
    摘要石墨类碳材料在电极,吸附,催化载体以及固体润滑剂方面有着极其广泛的应用。了解它们和水之间的相互作用对于基础材料的表征以及实际装置的制备都起着关键作用。曾经,普遍的观点都认为石墨碳材料表面是疏水的。然而,美国匹兹堡大学Kozbial等人发表在国际顶级杂志Accounts of Chemical Research上的最新研究发现:石墨表面本质上是亲水的,而由于表面吸附了空气环境中的烃类污染物,才造成石墨烯表面的疏水性。研究回顾在石墨烯的各类应用中,表面性能的精准控制(例如黏附、摩擦和表面能)是非常必要的。润湿性不仅是表征表面性能的重要参数,而且还直接影响了电子掺杂和载体可移动性。在1940年, Fowkes and Harkins首次报道了天然石墨的接触角为85°度左右。其他学者研究不同石墨类碳材料时得出的结果也与该值相接近。碳纳米管以及石墨烯的润湿性研究结果也表明他们都是疏水的。所有的这些研究都表明sp2杂化形式的石墨类碳材料都是疏水的。润湿性的不同观点:1. Tadros等人采用捕泡法测试出表面干净的各项同性的石墨,其前进角为63° (53 °C)。但他们的工作主要集中在研究等温吸附上,而不是润湿性,所得出结论不十分可靠。2. Schrader发现石墨在室温下和超真空条件下被剥离后的接触角值为35°。但是,超高真空会造成水的蒸发,造成较低的接触角。进一步提出石墨疏水是由于石墨被疏水的有机物污染。研究思路为了解决以上问题,美国匹兹堡大学Kozbial教授重新设计了实验,并用KRÜ SS DSA100接触角测试仪表征材料的接触角和表面能。室温下,研究了新鲜石墨烯和剥离的高度有序热解石墨表面的接触角与时间的变化。结果表明暴露在空气中时,接触角与时间具有相依性(图1)。之前研究者们也用同样的方法研究了金的润湿性,由于金的表面吸附了空气中的烃类污染物,造成金的疏水性。而二氧化硅和稀土氧化物等陶瓷材料的接触角也表现出同样的性质。因此Kozbial教授提出,石墨类碳材料是否也因为表面吸附了空气中的烃类污染物才变得疏水呢?图1.铜基石墨烯,镍基石墨烯和石墨的水接触角数据。(1)衰减全反射红外光谱分析利用衰减全反射红外光谱法,采集了新鲜和老化的石墨烯的表面数据。结果表明,石墨烯在空气中暴露10分钟后,出现了明显的亚甲基(&minus CH2&minus )的峰(图2a),这说明有烃类物质吸附在了石墨烯表面。此外,亚甲基峰强度随着暴露时间的增长而变强,同时接触角和ATR-FTIR的数据也表现出相似的趋势。如下:干净表面的石墨烯具有较低的接触角和较弱的亚甲基峰接触角和亚甲基峰强度随着在空气中暴露的时间增长而增加,60分钟之后都不再发生明显的变化。(2)XPS分析采集新鲜石墨烯和老化2天石墨烯的C1s XPS数据。285eV附近的强峰来自于石墨烯碳原子(图2b)。不同的是,在285.7 eV处有一个更正的峰以及在287.6 eV附近出现了一个肩峰,这都说明了烃类物质的存在。随后也采集了新鲜石墨和老化2天石墨的ATR-FTIR数据。因此,对于石墨烯和石墨而言,新合成或者新剥离得到的表面是没有烃类物质的,而在空气中暴露老化之后,是有烃类物质吸附的。图2. 铜基石墨烯的(a) ATR-FTIR和(b) XPS图谱,石墨的ATR-FTIR图谱(c),(d)烃类物质吸附膜厚度和接触角石墨在空气暴露时间的变化关系(3)椭圆偏振分析通过该技术研究发现,石墨表面开始暴露在空气中后,烃类物质吸附膜的厚度逐渐增加,在60分钟时达到峰值,随后曲线出现平台。引起了这一变化时,石墨表面生成了&sim 6&angst 厚的烃类物质层。综上,ATR-FTIR,XPS以及椭圆偏振法都表明石墨表面本质上是温和亲水的,吸附烃类物质后才变的疏水。(4)表面能分析表面能是固体物质重要的表面性质,它不仅决定材料表面的润湿性,更深深影响着粘附性、摩擦性以及其他的表面或界面性能。基于四种测试液体的接触角数据,通过三种常见的模型Neumann,Fowkes和Owens&minus Wendt计算了新鲜和老化石墨表面的表面能。图3表明石墨烯和石墨的表面能随着暴露时间增长而逐渐降低。新鲜表面的表面能最大,老化表面的表面能最小。造成这种结果的原因是空气中烃类物质的吸附过程带来的热力学驱动力降低了总表面能。图3 新鲜和老化石墨烯,石墨的表面能图及极性和非极性分量总结烃类污染物不仅影响石墨类材料表面的润湿性还影响了其粘附性和吸附性。因此,开发有效的去除和抑制烃类污染物对于操控石墨表面性能是非常关键的。此障碍在未来获得突破后,石墨烯基装置的成功制备也就为时不远了。参考文献Kozbial, A., Zhou, F., Li, Z., Liu, H., & Li, L. Are Graphitic Surfaces Hydrophobic. Accounts of Chemical Research 2016.
  • 2013 全国表面分析科学与技术应用学术会议举行
    仪器信息网讯 2013 年8 月20日,&ldquo 2013 全国表面分析科学与技术应用学术会议暨表面分析国家标准宣贯及X 射线光电子能谱(XPS)高端研修班&rdquo 在北京举行,本次会议为期两天。100余名从事表面分析技术研究与应用的研究人员参加了此次会议。   本次会议由高校分析测试中心研究会、全国微束分析标准化技术委员会表面分析分技术委员会主办,国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、北京师范大学分析测试中心和北京大学分析测试中心共同承办。 会议现场   北京电子能谱中心常务副主任、清华大学教授朱永法介绍说:&ldquo 作为固体表面分析的重要手段,上个世纪90年代在我国掀起了表面分析技术的研究热潮,当时国内相关会议较多。但近年来,随着表面分析技术的发展成熟,其研究也进入了低谷期,国内已经多年没有召开过相关的会议。&rdquo   2012年,清华大学分析中心、国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心组织了全国表面分析科学与技术应用学术会议,今年是该会议第二次举办。 北京电子能谱中心常务副主任、清华大学教授朱永法   朱永法说:&ldquo 目前全国的表面分析仪器有300台左右,有关表面分析技术的应用研究也比较多。今年在会议组织中我们希望能做的更规范,希望以后每年都能举行一次这样的学术会议,更好的促进同行之间交流与合作,推动表面分析学科及其应用技术的发展以及与其他学科的融合。&rdquo   会议的主题报告主要为X 射线光电子能谱法(XPS)、俄歇电子能谱法(AES)、表面增强共振拉曼光谱法(SERS)、扫描探针显微镜(STM)、飞行时间二次离子质谱法(TOF-SIMS)、辉光放电光谱法、椭偏光度法等表面分析技术手段在材料研究中的应用。值得一提的是,会议报告人不仅有高校科研院所的研究人员,还有来自企业的研究人员,如宝钢集团有限公司中央研究院、东莞新科技术研发有限公司、中国石化上海石油化工研究院等。   本次会议同期还将举行X 射线光电子能谱(XPS)高端研修班,将进行XPS 中化学信息的抽取及其材料研究应用、XPS 数据的后期处理与(半)定量计算、XPS 谱图解析案例,以及分析设备的维修与维护技巧、多功能XPS 核心部件的维护和维修等内容的介绍。 高校分析测试中心理事会理事长梁齐   据高校分析测试中心理事会理事长梁齐介绍:&ldquo 从今年起,高校分析测试中心计划举行&lsquo 高端分析仪器研修班&rsquo ,希望帮助大家更好的了解大型仪器的先进技术及应用。第一届研修班以&lsquo 透射电子显微镜的前沿技术与应用&rsquo 为主题,已于七月份在中国科技大学举办,会议得到了很多分析人员的响应,本次研修班是第二届。&rdquo   梁齐说:&ldquo XPS是目前最主要的表面分析技术手段,以前由于仪器价格贵,国内用户并不是很多,但是目前我们了解到很多高校都采购了仪器。大家对XPS的应用也从常规分析发展到高端分析,比如利用XPS进行mapping、深度剖析、原位分析等。&rdquo 。   另外,据介绍会议还将对《GB/T 25185-2010/ISO 19318 表面化学分析X 射线光电子能谱荷电控制和荷电校正方法的报告》、《GB/T 28894-2012/ ISO 18117:2009 表面化学分析分析前样品的处理》这两项标准进行宣贯。   表面分析仪器的主要供应商赛黙飞世尔科技(中国)有限公司、岛津企业管理(中国)有限公司、高德英特(北京)科技有限公司(代理日本ULVAC-PHI产品)、北京艾飞拓科技有限公司(代理德国ION TOF公司产品)、北京精微高博科学技术有限公司等都参加了此次会议,就最新表面分析仪器的最新产品和技术分别作了介绍。 与会人员合影   有关会议主题报告及最新产品和技术进展,敬请关注仪器信息网后续报道。(撰稿:秦丽娟)   相关新闻:   2013 全国表面分析科学与技术应用学术会议&mdash &mdash 主题报告   2013全国表面分析科学会议上的仪器厂商   X 射线光电子能谱(XPS)高端研修班在京举办   2013 全国表面分析科学与技术应用学术会议&mdash &mdash 标准宣贯
  • 2013 全国表面分析科学会议主题报告
    仪器信息网讯 2013年8月20-21日,&ldquo 2013 全国表面分析科学与技术应用学术会议暨表面分析国家标准宣贯及X 射线光电子能谱(XPS)高端研修班&rdquo 在北京举行。   X射线光电子能谱仪(XPS)与俄歇电子能谱(AES)是重要的表面分析技术手段。XPS在分析材料的表面及界面微观电子结构上早已体现出了强大的作用,它可用于材料表面的元素定性分析、半定量分析、化学状态分析,微区分析以及深度剖析(1-2nm)等。俄歇电子能谱(AES)主要检测由表面激发出来的俄歇电子来获取表面信息,它不仅能定性和定量地分析物质表界面的元素组成,而且可以分析某一元素沿着深度方向的含量变化。   此外,还有二次离子质谱,辉光放电光谱、扫描探针显微镜以及全反射X射线荧光光谱等表面分析技术。 会议现场   与会专家介绍了这些分析技术在电子器件、半导体、高分子材料、纳米材料、催化剂、薄膜材料等领域的应用情况。其中以XPS方法为主。 王金淑 谢芳艳   在电子器件、半导体领域的应用,北京工业大学王金淑采用X射线光电子能谱法对添加不同含量的氧化镧掺杂钼粉的性能以及可用于电真空器件的镧钼阴极的表面元素状态进行了研究。中山大学谢芳艳利用XPS为主要研究手段,研究了半导体器件能级结构、电极功函数调制、界面电荷转移和扩散、修饰层作用与器件寿命等问题。 郝建薇 田云飞   在橡塑材料、塑料分析中的应用,北京理工大学郝建薇利用XPS以45° 掠角表征了硅橡胶/乙烯-乙烯乙酸(MVPQ/EVA28,VA含量28%)共混材料耐油耐热测试前后样品表面C、O、Si元素浓度的变化 采用变角XPS分别以10° 、45° 及80° 掠角表征了以上共混材料耐热老化前后样品表面元素浓度随深度的变化。四川大学田云飞采用X射线光电子能谱对微等离子体处理后的工程塑料聚苯硫醚材料表面进行分析,并与Ar离子刻蚀后的材料表面进行了对比。 殷志强 吴正龙   X射线光电子能谱(XPS)在分析薄膜化学组分及其分布中有着重要的作用。清华大学殷志强介绍了表面分析技术在玻璃真空管太阳集热器和能效薄膜研究中的应用。北京师范大学吴正龙介绍了超薄氧化硅薄膜包覆纳米铜的SERS 基体的初步研究。 刘义为 陆雷   广东东莞新科技术研究开发有限公司刘义为利用AES表征了微区超薄类金刚石薄膜的性质和厚度测量、SP2含量、界面分析等。中国工程物理研究院陆雷利用SEM、AFM、AES和XPS对铍薄膜的表面形貌、O含量、Be薄膜同Cu基片间的扩散现象进行了研究。 严楷 王江涌   清华大学严楷运用俄歇电子能谱、原子力显微镜等分析方法,研究经过低地球轨道环境模拟装置对Au/Cu/Si薄膜样品进行紫外辐照处理的Au/Cu复膜表面和界面结构变化,追踪表面形态和界面层产物的分布,分析原子扩散过程。汕头大学王江涌介绍了溅射深度剖析的定量分析及其应用的最新研究进展。 高飞 叶迎春   原位分析也是XPS技术的一个研究热点。南京大学高飞认为准原位XPS(Ex-situ)分析在一定程度上可以解决常规XPS分析中的&ldquo Pressure Gap&rdquo 的问题,结合相关表征手段,可以成为探究催化剂在反应条件下反应过程的有利工具。   中国石化上海石油化工研究院叶迎春利用近常压原位XPS研究了介孔氧化铈和棒状氧化铈负载贵金属在水煤气转化反应中氧化铈产生氧空位的能力。并通过原位XPS研究结合WGS催化反应数据,认识了Cu-Fe3O4-Al2O3催化剂在不同预处理条件下发生的不同化学过程。 钟发春 程斌   还有中国工程物理研究院钟发春利用XPS研究了PBX炸药、固体推进剂及锆粉点火剂的表面元素组成和结构特性 利用XPS的线扫描功能研究了不同老化时间的固体推进剂特征元素从推进剂-衬层的表面元素变化趋势 并利用XPS-MS联机技术可用于研究固体炸药材料在激光作用下的降解行为。北京化工大学程斌介绍了XPS在高分子材料鉴别、高分子共聚/共混物组成测定、高分子材料表面改性研究方面的应用。 邱丽美 徐鹏   中国石化石油化工科学研究院邱丽美利用XPS研究了稀土在分子筛笼内外的存在比例对催化性能的影响。国家纳米中心徐鹏介绍了分别将纤维状样品压片在金属In和导电胶带上进行测试,对XPS谱图的影响分析。 王海   XPS、AES、SIMS等表面分析技术因具有较强的基体效应而通常被认为是半定量的分析方法,很难对材料表面化学组成进行准确定量。因此,表面分析的量值溯源问题再国际上日益受到关注。中国计量科学研究院王海介绍说:&ldquo 我国的表面分析计量研究始于&lsquo 十一五&rsquo 期间,目前已参加了2项关键比对和3项研究性比对,都取得了不多不错的成绩。&rdquo 张增明 张毅   此外,中国科学技术大学张增明利用紫外可见分光光度计及光谱椭偏仪测量了薄膜样品在300-1000nm波长范围内的正入射时的透射谱,及68° 、78° 入射时的椭偏参数谱,并经过综合分析精确测定了不同薄膜的厚度及光学常数。薄膜厚度经过原子力显微镜测试及X射线反射等不同方法验证准确有效。   辉光放电光谱技术是基于惰性气体在低气压下放电的原理而发展起来的光谱分析技术。与其他表面分析技术如俄歇电子能谱(AES)、二次离子质谱(SIMS)相比,具有分析速度快,分析成本低等优势。宝钢集团张毅利用辉光放电光谱,通过光源条件实验,确定了最佳分析参数 选用多种基体标准样品,通过溅射率校正建立了标准工作曲线,定量分析钢铁材料表面纳米级薄膜或镀层中元素的含量及其元素分布状况。(撰稿:秦丽娟)   相关新闻:2013 全国表面分析科学与技术应用学术会议举行   X 射线光电子能谱(XPS)高端研修班在京举办   2013全国表面分析科学会议上的仪器厂商
  • 2014全国表面分析科学与技术应用学术会议举行
    表面科学是上世纪60年代后期发展起来的一门学科,目前已经成为国际上最为活跃的学科之一。材料表面的成分、结构、化学状态等与内部有明显的不同,而表面特性对材料的物理、化学等性能影响很大。随着材料科学、化学化工、半导体及薄膜、能源、微电子、信息产业及环境领域等高新技术的迅猛发展,对于表面分析技术的需求日益增多。由于最近几十年超高真空、高分辨和高灵敏电子测量技术的快速发展,表面分析技术也有了长足进步。目前,全球已经开发了数十种常用的表面分析技术,如X射线光电子能谱(XPS)、俄歇电子能谱(AES)、二次离子质谱(TSIMS)、辉光放电光谱(GD)、扫描探针显微镜(STM)等。   为了深入了解表面分析技术最新动态、最新仪器性能特点,促进同行之间的技术交流,2014年8月29~30日,2014 全国表面分析科学与技术应用学术会议在成都.四川大学举行。60余名从事表面分析技术研究与应用的研究人员参加了此次会议。因为本次会议是由高校分析测试中心研究会主办,所以会议内容不只有新方法新技术研究,还有关于如何用好仪器、如何解决工作中困难方面的交流。   实验数据&ldquo 去伪存真&rdquo   此次会议交流的内容更多的围绕着XPS展开。XPS是重要的表面分析技术手段,在分析材料的表面及界面微观电子结构上早已体现出了强大的作用,它可用于材料表面的元素定性分析、半定量分析、化学状态分析,微区分析以及深度剖析(1-2nm)等。   对于复杂的材料体系或单一体系中复杂的化学状态,XPS的谱图一般多为数个化学状态的合成峰,且有可能因为轨道杂化的不同而造成峰型的变化。实验者要从众多的复杂的XPS谱图数据中得到有价值的实验结果,需要掌握数据处理基本原则和相关技巧。清华大学朱永法教授认为数据处理是&ldquo 去伪存真&rdquo 的过程。   北京大学谢景林教授分享了其在重叠谱图拟合方面的经验技巧 赛默飞葛青亲对谢景林教授的报告进行了展开,具体介绍了非线性最小二乘拟合方法的基本思想,并且分享和探讨了如何使用实际采集谱图、参考谱图,配合非线性最小二乘拟合方法对XPS数据进行处理 岛津龚沿东从XPS谱图的本底扣除、线型选择以及其他特殊处理方法介绍了XPS数据处理的一般原则。   北京师范大学吴正龙教授介绍了通过能量去卷积的数据处理方法提高了XPS谱图质量。目前常规的XPS最佳分辨水平(FWHM)约为0.5eV(Ag3d5/2),仍不能满足多数元素价态分析的需求。而XPS分析中对谱峰展宽的贡献主要来源于仪器能量响应、X射线的线宽、样品等。而通过对表观谱进行能量去卷积处理,可以消除仪器和样品对展宽的贡献,进而提高XPS谱峰的分辨率。   应用研究热点   在国外,XPS等表面分析技术已经在生产企业中得到了广泛的应用,如进行半导体失效分析等。而在国内,表面分析技术还局限于科研单位,主要是利用XPS、AES等表面分析技术进行材料表面或界面发生的物理化学反应机理研究。研究热点主要集中在催化材料、碳纳米管石墨烯等新型材料、聚合物太阳能电池等新型器件等。   清华大学朱永法教授介绍了AES化学位移的产生、特点、影响因素等情况,以及AES化学位移在石墨、金刚石的表面吸附、固体表面的离子注入、薄膜制备、界面扩散等研究这个的应用。   铀在国民经济和国防事业中均有重要,但是金属铀的化学活性高,在环境中极易氧化腐蚀,导致其部件性能的劣化或失效,并且这种腐蚀还会带来环境的核污染。中国工程物理研究院刘柯钊研究员使用XPS等分析技术作为表征手段,研究了金属铀腐蚀行为与防腐蚀表面改性技术。   聚合物太阳能电池最有希望成为下一代太阳能电池之一。中山大学陈建教授以紫外光电子能谱(UPS)和XPS、AFS等技术,研究了醇/水溶性共轭聚合物阴极修饰层对不同电极材料功函数的影响,通过降低阴极功函数达到了提高器件能量转换效率的目的。   清华大学姚文清教授的研究对象是航空用电子元器件,这些器件长期在宇宙环境中工作不可避免的受到影响,可能引起器件的密封破坏等而最终失效。姚文清教授通过在超高真空系统中对器件进行紫外辐照、温度变化、电场变化等试验,在此环境下对航空用电子元器件进行原位模拟腐蚀,并采用AES等表面分析技术对器件腐蚀进行微观评价,建立器件腐蚀和失效的早期判断新方法。   南京大学高飞教授通过外置原位电池的应用,利用实验室现有常规XPS获得催化剂材料在真空条件下的准原位 (Ex-situ)信息。结合相关表征手段,准原位XPS成为了探究催化剂在反应条件下反应过程的有利工具。 与会人员合影   2012年,清华大学分析中心、国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心组织召开了第一届全国表面分析科学与技术应用学术会议,此后该会议每年举行一次。今年是该会议第三次举办,会议由高校分析测试中心研究会、全国微束分析标准化技术委员会表面分析分技术委员会主办,国家大型科学仪器中心-北京电子能谱中心、四川大学分析测试中心共同承办。2015年全国表面分析科学与技术应用学术会议将由宁波新材料所承办。
  • 浅析表面分析与XPS的技术与市场
    p   表面科学是上世纪60年代后期发展起来的一门学科,目前已经成为国际上最为活跃的学科之一。材料表面的成分、结构、化学状态等与内部有明显的不同,而表面特性对材料的物理、化学等性能影响很大。随着材料科学、化学化工、半导体及薄膜、能源、微电子、信息产业及环境领域等高新技术的迅猛发展,对于表面分析技术的需求日益增多。 /p p   由于最近几十年超高真空、高分辨和高灵敏电子测量技术的快速发展,表面分析技术也有了长足进步。目前,全球已经开发了数十种常用的表面分析技术,如 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/zc/70.html" target=" _self" strong X射线光电子能谱(XPS) /strong /a strong 、 /strong a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/zc/519.html" target=" _self" strong 俄歇电子能谱(AES) /strong /a 、二次离子质谱(SIMS)、 a title=" " href=" http://www.instrument.com.cn/zc/1526.html" target=" _self" strong 辉光放电光谱(GDS) /strong /a 、扫描探针显微镜(SPM)等。 /p p   X射线光电子能谱仪(XPS)与俄歇电子能谱(AES)是重要的表面分析技术手段。XPS在分析材料的表面及界面微观电子结构上早已体现出了强大的作用,它可用于材料表面的元素定性分析、半定量分析、化学状态分析、微区分析以及深度剖析(& lt 200nm)等。俄歇电子能谱(AES)主要检测由表面激发出来的俄歇电子来获取表面信息,它不仅能定性和定量地分析物质表界面的元素组成,而且可以分析某一元素沿着深度方向的含量变化。辉光放电光谱技术是基于惰性气体在低气压下放电轰击样品表面,溅射出的表面原子因激发而发光的原理而发展起来的光谱分析技术。与其他表面分析技术如俄歇电子能谱(AES)、二次离子质谱(SIMS)相比,具有分析速度快,分析成本低等优势。 /p p   TOF-SIMS(飞行时间二次离子质谱)采用一次离子轰击固体材料表面,产生二次离子,并根据二次离子的质荷比探测材料的成分和结构。TOF-SIMS是一种非常灵敏的表面分析技术,可以精确确定样品表面元素的构成:通过对分子离子峰和官能团碎片的分析可以方便的确定表面化合物和有机样品的结构,配合样品表面的扫描和剥离,可以得到样品表面甚至三维的成分图。相对于XPS、AES等表面分析方法,TOF-SIMS可以分析包括氢在内的所有元素,可以分析包括有机大分子在内的化合物,具有更高的分辨率。 /p p   目前表面分析仪器的主要供应商Thermo Fisher、Shimadzu、Phi、Joel、VG Sceinta、PreVac、SPECS、Omicron等。 /p p   strong  表面分析技术与市场 /strong /p p   表面分析技术已经在生产企业中得到了广泛的应用,如进行半导体失效分析等。国内表面分析技术起步于80年代,广泛应用于基础科研、先进材料研制、高精尖技术、装备制造等领域 目前全国的表面分析仪器有300台左右,其中,北京地区拥有大型表面分析仪器设备20多台,从事专业表面分析相关工作的人员有50多人,大量分布于各大高校、科研院所 国内学者主要是利用XPS、AES等表面分析技术研究材料表面与界面的物理化学反应机理,研究热点主要集中在催化材料、碳纳米管石墨烯等新型材料、聚合物太阳能电池等新型器件等。 /p p   Markets and Markets的最新市场调查报告预计,到2020年,表面分析市场将达到约39.897亿美元 2015年到2020年期间,该市场将以6.2%的复合年增长率增长。然而,仪器成本高等因素将限制表面分析市场的增长。 /p p   该报告称,半导体行业是表面分析技术最大的终端用户所在领域,该技术显著改善各种应用,如测量薄膜的厚度、密度和组成,掺杂剂量和剖面形状等。在解决半导体行业所面临的一些主要挑战时,表面分析技术扮演着至关重要的角色,包括识别和定位跟踪半导体中痕量级别的杂质,认证新的生产工具和量化散装掺杂物等。此外,在过去的几年里,由于利用表面分析技术进行缺陷识别、微量金属污染检测、薄膜或样品的深度分析、失效分析的需求不断上升,使得表面分析技术在能源、医疗保健、聚合物、薄膜、冶金、食品和饮料、纸张和纺织品等行业的应用也增加了。 /p p   2014年,北美地区是表面分析最大的区域市场,约占全球市场的37.0% 其次是欧洲、亚太。北美和欧洲的高市场份额主要归因于公共和私人来源对纳米技术研究的高投入、医疗设备公司增加研究支出,以及在这一地区存在的一些大公司,这些因素使得相关用户更多的应用了表面分析解决方案。亚太地区则是表面分析市场未来增长的推动力,因为该地区的低成本资源、强大客户基础、越来越多的制药研发支出、越来越多的大公司在这个地区建立研发和生产设施等因素,使得亚太地区存在着巨大的投资机会。市场的增长可能会集中在印度、中国、韩国、日本。 /p p   截至2013年,国际上已经安装了约280套TOF-SIMS,每年约20-25台的增长量。相比之下,中国的TOF-SIMS研究刚刚起步,仅有约10套系统。世界上TOF-SIMS的用户群半导体工厂和科研院所用户各占半壁江山。 /p p   strong  X射线光电子能谱仪(XPS)技术与市场 /strong /p p   Grand View Research公司研究称,到2022年,全球XPS(X射线光电子能谱)市场预计将达到7.124亿美元。XPS在医疗、半导体、航空航天、汽车和电子产品等行业的应用日益增长,以及所有这些行业中研发需求的不断增长,有望推动XPS市场增长。此外,联用技术的日益普以及其他技术的进步,如硬X射线光电子能谱(HAXPES),也将促使XPS市场的增长。 /p p   药品安全和医学研究领域对XPS技术的需求日益增长,预计将给该市场带来增长机会。美国FDA的“安全使用倡议”和加拿大卫生部推动的“药品安全信息调查”有可能为XPS制造商提供增长的机会。在2014年北美占40.0%以上的份额,亚太地区被确定为市场增长最快的地区。在中国和印度等新兴经济体地区,存在着巨大的未满足需求、政府推出合适的计划以提高认识水平、改善商业环境等是该地区市场具有高吸引力的主要原因。在预测期间,XPS市场的竞争有望保持中等水平,仪器公司之间也将出现收购、合并等以强化产品组合和区域市场份额。 /p p   据业内资深人士介绍,关于X射线光电子能谱,目前的市场主要分两块,一个是标准化、常规的XPS,如Thermo Fisher、Shimadzu(kratos)、Phi、Joel等。目前,该市场每年的销售额大约在1亿美元左右。全球来说,估计Thermo Fisher大约60%、Shimadzu大约25%、Phi大约10%,还有其他公司的5%。还有另外一块细分市场,配有角分辨光电子能谱(ARXPS)等的XPS市场 ARXPS技术改变收集电子的发射角度,可探测到不同深度的电子 仪器公司包括VG Sceinta、PreVac、SPECS、Omicron等,这块不大,应该在2000万美元以内。所以,目前,XPS整体的市场应该在1.2亿美元左右,年增长率应该在10%以内。所以到2022年整体市场应该在2.35亿美元左右。 /p p   关于硬X射线光电子能谱(HAXPES),由于其技术仍然不是很成熟,且由于其本身的信噪比等固有缺陷,在找到新的解决方案之前,用于科研仍然需要时间。但可以考虑在同步辐射等方面的研究需求,虽然也不会太大。整体市场可能每年50~100套,但这个源需要和比较特殊的分析器联用,所以应该属于VG Scienta、SPECS、PreVac等公司的领域。市场的容量每年大约会在1000万~2000万美元。对整体市场需求量不会有太大影响。 /p p   从国内情况看,2014年表面化学分析领域的XPS应该在20多台;物理类表面分析领域的XPS,10多台。去年全球经济不景气,国内购买表面分析仪器(含化学和物理)不会低于25%的全球销售量。 /p p   XPS技术发展至今已有几十年的历史,近年来XPS技术并没有很大的突破。据了解,单台XPS仪器价格一般在百万美元,仪器价格较高;XPS仪器技术复杂,XPS对于操作人员、售后服务人员水平要求较高;XPS技术的用户群,尤其是在中国,目前更多地集中在科研领域,应用市场的用户并不算多,XPS的销售量不太大。以上几种因素可能对XPS快速普及产生影响,需要加以关注。 /p p   不过, XPS正从“阳春白雪”向“下里巴人”过渡,如同40年前的电镜。这里并不是贬低XPS技术,因为只有成为“下里巴人”,才能有广泛的市场。(1)全球经济很好的复苏;(2)大量旧仪器更新;(3)新型仪器的出现;(4)找到工业测试的结合点;(5)货币贬值。如果以上这些因素全部开动, XPS市场才有可能快速发展。  /p p style=" text-align: right " 撰稿:刘丰秋 /p p & nbsp /p
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