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(xué)研究成果。

回顧 2021 年，PHI nanoTOF (TOF-SIMS) 儀器在支持科學(xué)突破方面產(chǎn)生了積極的影響，PHI TOF-SIMS儀器為900多篇學(xué)術(shù)出版物提供了關(guān)鍵科學(xué)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(jià)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(dú)特功能正在成為科學(xué)前沿探索和新材料研發(fā)的強(qiáng)有力工具，實(shí)現(xiàn)對(duì)材料組分的深度剖析和空間分布探測(cè)。

材料的深度剖析案例：紐約大學(xué)Tandon工程學(xué)院的客戶使用PHI nanoTOF II和PHI VersaProbe儀器對(duì)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(huì)如何降低器件垂直方向的含量，相關(guān)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(huì)導(dǎo)致鈣鈦礦分解并形成金屬鉛，從而產(chǎn)生復(fù)合位點(diǎn)。鋰離子主要集中在底部接觸層中 (圖 1a)，從而導(dǎo)致器件失效。而二氧化碳摻雜會(huì)降低器件中鋰離子信號(hào)，特別是底部接觸層中鋰離子的積累會(huì)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(xué)的科學(xué)家結(jié)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(gè)清晰可辨的MoS2二維材料薄片。此項(xiàng)研究突出了TOF-SIMS表面分析技術(shù)在二維材料和有機(jī)SAMs領(lǐng)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(xué)研究體驗(yàn)，而高質(zhì)量的科研出版物正是科學(xué)進(jìn)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(xué)研究方面產(chǎn)生了積極的影響，PHI AES儀器為1300多篇學(xué)術(shù)出版物提供了關(guān)鍵科學(xué)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(jià)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(chǔ)存8-9和有機(jī)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(yīng)堆的低碳鋼材料15; 不銹鋼點(diǎn)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(gè)例子是在《Nature Communications》上發(fā)表的一篇由華東理工大學(xué)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(dāng)前“雙碳”目標(biāo)下生物質(zhì)等原料的高原子經(jīng)濟(jì)性轉(zhuǎn)化利用提供了有效的參考。這項(xiàng)工作篩選多種天然礦物和實(shí)際礦粉，由此發(fā)掘Fe-Mn的多級(jí)賦存形態(tài)對(duì)氧化自由基的發(fā)生與調(diào)控至關(guān)重要，并進(jìn)一步設(shè)計(jì)優(yōu)化了MnO2和針鐵礦混合的軟錳礦物理混合針鐵礦復(fù)合催化劑，實(shí)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(gè)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(shí)際應(yīng)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(xiàng)目研究中通過使用 PHI AES 710掃描俄歇納米探針，科學(xué)家們對(duì)新鮮的Mn基催化劑和反應(yīng)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(jī)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(yīng)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(xué)和格拉斯哥大學(xué)的研究者22利用 PHI AES 710儀器研究了鐵基超導(dǎo)體。在這項(xiàng)工作中，通過俄歇深度剖析探測(cè)了Fe-pnictide異質(zhì)結(jié)構(gòu)層狀材料的界面化學(xué)性質(zhì)。俄歇深度剖析結(jié)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(duì)這些極薄層進(jìn)行精確深度剖析的結(jié)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–）。