PHI CHINA的TOF-SIMS儀器產(chǎn)品，在過去一年為用戶帶來卓越的科學研究成果。

回顧 2021 年，PHI nanoTOF (TOF-SIMS) 儀器在支持科學突破方面產(chǎn)生了積極的影響，PHI TOF-SIMS儀器為900多篇學術出版物提供了關鍵科學數(shù)據(jù)。

PHI TOF-SIMS 儀器主要用于研究大量具有高科技特性和重大研究價值的新材料，如鈣鈦礦太陽能電池1-3、二維材料4、生物材料5,6和鋰離子電池7-9 。PHI nanoTOF儀器的表面分析能力和獨特功能正在成為科學前沿探索和新材料研發(fā)的強有力工具，實現(xiàn)對材料組分的深度剖析和空間分布探測。

材料的深度剖析案例：紐約大學Tandon工程學院的客戶使用PHI nanoTOF II和PHI VersaProbe儀器對鈣鈦礦太陽能電池開展了研究1，通過TOF-SIMS深度剖析來分析減少空穴傳輸層 (HTL) 中鋰離子含量會如何降低器件垂直方向的含量，相關研究成果發(fā)表在Nature期刊。作者證明了嵌入鈣鈦礦活性層的鋰離子會導致鈣鈦礦分解并形成金屬鉛，從而產(chǎn)生復合位點。鋰離子主要集中在底部接觸層中 (圖 1a)，從而導致器件失效。而二氧化碳摻雜會降低器件中鋰離子信號，特別是底部接觸層中鋰離子的積累會大幅度減少（圖 1b）。

圖 1. 原始太陽能電池 (a) 和 CO2處理層 (b) 的TOF-SIMS 深度剖面。

材料的空間分布案例：發(fā)表在 Advanced Electronic Materials的論文展示了TOF-SIMS在二維材料功能化（如 MoS2和 WSe2）研究中的重要作用4 。德國聯(lián)邦國防大學的科學家結合原子力顯微鏡-紅外光譜(AFM-IR)和表面靈敏的TOF-SIMS，克服了一般常規(guī)表面分析方法的局限性，并證明了二維材料的表面高選擇性功能化。在圖2中，32S-、28Si-、O-、C-、CH-和 CH2-的TOF-SIMS二次離子分布圖清晰展示了在SiO2 /Si的基底上，PBI功能化后的CVD-生長的單個清晰可辨的MoS2二維材料薄片。此項研究突出了TOF-SIMS表面分析技術在二維材料和有機SAMs領域的巨大潛力。

圖2. 32S-、28Si-、O-、C-、CH-和 CH2-二次離子的高分辨率TOF-SIMS圖

更多PHI TOF-SIMS論文信息

1.https://doi.org/10.1021/acsami.1c15505

2.https://www.nature.com/articles/s41586-021-03518-y#Sec26

3.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/aenm.202101454

4.https://doi.org/10.1038/s41566-021-00857-0

5.https://doi.org/10.1002/aelm.202000564

6.https://doi.org/10.1038/s41598-021-92044-y

7.https://doi.org/10.1038/s41598-020-78416-w

8.https://doi.org/10.1002/smll.202104532

9.https://doi.org/10.1116/6.0001044

10.https://doi.org/10.1016/j.ensm.2021.11.017

PHI CHINA的AES儀器產(chǎn)品，在過去一年為用戶帶來卓 越的科學研究體驗，而高質(zhì)量的科研出版物正是科學進步、理解和交流的基石。

回顧 2021 年，PHI AES，包括PHI 710和 PHI 4700儀器，在支持科學研究方面產(chǎn)生了積極的影響，PHI AES儀器為1300多篇學術出版物提供了關鍵科學數(shù)據(jù)，其中許多成果發(fā)表在高影響力期刊（Nature和Science）。

PHI AES儀器主要用于研究大量具有高科技特性和重大研究價值的新型材料：如基于鈣鈦礦1、砷化鎵2和硅3 的太陽能電池；假肢和醫(yī)療植入物4-6 ; 二維量子材料7 ; 用于燃料電池、水分解、能量儲存8-9和有機微污染物去除10 的新型催化劑；發(fā)光二極管11-12；熱電材料13 ; 金屬合金的深海摩擦腐蝕14 ; 核電站和水冷反應堆的低碳鋼材料15; 不銹鋼點腐蝕16 ; 增材制造17 ; 鋰離子電池18-19 ; 以及全固態(tài)電池20。

其中一個例子是在《Nature Communications》上發(fā)表的一篇由華東理工大學工業(yè)廢水無害化與資源化國家工程研究中心的研究成果，為當前“雙碳”目標下生物質(zhì)等原料的高原子經(jīng)濟性轉(zhuǎn)化利用提供了有效的參考。這項工作篩選多種天然礦物和實際礦粉，由此發(fā)掘Fe-Mn的多級賦存形態(tài)對氧化自由基的發(fā)生與調(diào)控至關重要，并進一步設計優(yōu)化了MnO2和針鐵礦混合的軟錳礦物理混合針鐵礦復合催化劑，實現(xiàn)了產(chǎn)物乙醇酸（GA）和甲酸（FA）的高產(chǎn)率協(xié)同制備。整個催化體系也表現(xiàn)出了高度的穩(wěn)定性，展現(xiàn)了優(yōu)異的實際應用前景，完善了生物基聚乙醇酸產(chǎn)業(yè)鏈上一環(huán)，提供了雙碳背景下煤基-生物基新材料產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新的可行性。在本項目研究中通過使用 PHI AES 710掃描俄歇納米探針，科學家們對新鮮的Mn基催化劑和反應后的催化劑表面獲得了Mn元素空間分辨影像，幫助闡明了催化劑氧化的機制（圖1）。PHI AES 710儀器所具備的高空間分辨(<8 nm) 元素影像功能能夠?qū)Σ牧系男蚊埠捅砻嬖胤植继峁┏錾目梢暬Ч?/p>

圖 1. 新鮮（底部）和反應后（頂部）MnO2 /Goe催化劑AES的SEM影像和Mn元素俄歇影像。

另一例子是發(fā)表在《NPG Asia Materials》的論文，由東京工業(yè)大學和格拉斯哥大學的研究者22利用 PHI AES 710儀器研究了鐵基超導體。在這項工作中，通過俄歇深度剖析探測了Fe-pnictide異質(zhì)結構層狀材料的界面化學性質(zhì)。俄歇深度剖析結果顯示了在未摻雜和Co2+替代的情況下，存在光滑和干凈的界面，以及在沉積過程中過量O 2-存在的情況下形成的界面層（圖2）。對這些極薄層進行精確深度剖析的結果體現(xiàn)了PHI AES 710優(yōu)異的深度分辨能力。

圖2. STEM 圖像: a. 干凈的、未摻雜Sm-1111/Ba-122的界面、b. 干凈的，Co 2+ -取代La-1111/Ba-122的界面、c. Sm-1111/Ba-122中的界面層 (IFL)（過量的O 2–）；AES深度剖析: d. 未摻雜Sm-1111/Ba-122、e. Co 2+ -取代La-1111/Ba-122，和f. Sm-1111/Ba-122中的界面層 (IFL)（過量的O 2–）。