Entschlüsselung der Dynamik elektrischer Ladung

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Neues Tool präsentiert präzises, ganzheitliches Bild von Geräten und Materialien

Die von Marti Checa und Liam Collins vom Oak Ridge National Laboratory geleitete Forschung hat war Pionier eines bahnbrechenden Ansatzes, der in der Zeitschrift beschrieben wird Naturkommunikation, zum Verständnis des Verhaltens einer elektrischen Ladung auf mikroskopischer Ebene.

Ihre Erkenntnisse könnten für die Verbesserung der Effizienz, Lebensdauer und Leistung von Batterien, Solarzellen und anderen elektronischen Geräten von entscheidender Bedeutung sein.

In der Arbeit erläuterte das Team seinen Ansatz, der die Visualisierung von Ladungsbewegungen im Nanometerbereich, also einem Milliardstel Meter, ermöglicht, jedoch mit Geschwindigkeiten, die tausendmal schneller sind als mit herkömmlichen Methoden.

Collins beschrieb die Technik als vergleichbar mit einer Hochgeschwindigkeitskamera, die detaillierte Videos der sich bewegenden Flügel eines Kolibris ermöglicht, wo zuvor nur verschwommene Schnappschüsse möglich waren.

Um diese Fähigkeit zu erreichen, verwendeten sie ein Rastersondenmikroskop, das mit einem automatisierten Steuerungssystem ausgestattet ist, das ein einzigartiges Spiralmuster für effizientes Scannen zusammen mit fortschrittlichen Computer-Vision-Techniken für die Datenanalyse ermöglicht. Die schnelle und umfassende Sicht auf Prozesse, die der neue Ansatz bietet, war bisher unerreichbar.

„Die in dieser Studie vorgestellte Methode erweitert das Toolkit, das Benutzern am Zentrum für Nanophasen-Materialwissenschaften am ORNL zur Verfügung steht, und erleichtert die Erforschung verschiedener Geräte und Materialien“, sagte Checa.

Mit freundlicher Genehmigung von Oak Ridge National Laboratory. Forscher: Marti Checa Nualart & Liam F. Collins