MRI: Acquisition of a High-Sensitivity Low-Energy Ion Scattering (HS-LEIS) Spectrometer with Multiple Reactive Environment Transfer for Interrogating Surfaces and Interfaces

MRI:获取具有多个反应环境传输功能的高灵敏度低能量离子散射 (HS-LEIS) 光谱仪,用于询问表面和界面

基本信息

  • 批准号:
    1919845
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 88.07万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2019-09-15 至 2022-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Materials interact with their environment through their surfaces. Knowledge about the surface properties of materials is crucial to designing the next generation of materials with targeted characteristics spanning chemical, optical, electronic, thermal, mechanical, biological, and other applications. Recent developments in ion scattering spectroscopy provide unprecedented resolution and sensitivity for the top atomic layer of materials, which most critically affects behaviors such as catalytic reactivity, coating permeability, or charge transport in photovoltaics. This project involves the acquisition of a high-sensitivity low-energy ion scattering spectrometer, which will be a vital resource for the greater Rocky Mountain Region and its many researchers. The instrument will stimulate the establishment of new collaborations in studying catalysis, atomic layer deposition and coatings, photovoltaics, and solid state structure and interfaces, among other areas. The project researchers will create a new annual, web-based surface science symposium to connect the geographically diffuse researchers of the region. As a publicly available resource, the instrument will advance the scientific missions of local academic, government, and industrial institutions. Ion scattering spectroscopy can achieve true atomic layer surface sensitivity by measuring momentum transfer during the recoil of low energy, non-destructive ions off of the surface atoms of a sample. This methodology stands out amongst other techniques such as X-ray photoelectron spectroscopy, which probe the near-surface region of materials to a depth of several nanometers. Recent hardware advances, mainly in ion optics, have improved the detection sensitivity of ion scattering spectroscopy by three orders of magnitude over older conventional analyzers. This "high sensitivity" ion scattering spectroscopy is still sparingly accessible; the proposed instrument will be only the second comparable instrument in North America. It also will be the only one to have capabilities to transfer samples from liquid reaction environments, opening new frontiers in understanding surfaces exposed to solvents, such as in electrochemical systems. The instrument will be used to study a wide array of critical surface properties in catalysis, atomic layer deposition and coatings, photovoltaics, and solid-state structure.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
材料通过其表面与环境相互作用。关于材料表面特性的知识对于设计具有化学,光学,电子,热,机械,生物学和其他应用的下一代材料至关重要。离子散射光谱法的最新发展为顶部原子材料层提供了前所未有的分辨率和敏感性,这些材料最严重影响了诸如催化反应性,涂层渗透率或光伏电荷转运等行为。该项目涉及获得高敏性低能离子散射光谱仪,这将是大落基山地区及其许多研究人员的重要资源。 该仪器将刺激在研究催化,原子层沉积和涂料,光伏以及固态结构和界面等方面建立新的合作。 该项目研究人员将创建一个新的年度基于网络的表面科学研讨会,以连接该地区的地理弥漫性研究人员。作为公开资源,该工具将推进当地学术,政府和工业机构的科学任务。离子散射光谱可以通过测量低能,非破坏性离子从样品的表面原子上测量动量转移来实现真正的原子层表面灵敏度。该方法在其他技术中脱颖而出,例如X射线光电子光谱,该光谱探测材料的近表面区域,深度为几种纳米的深度。最近的硬件进步主要在离子光学元件中,与较旧的常规分析仪相比,通过三个数量级提高了离子散射光谱的敏感性。这种“高灵敏度”离子散射光谱仍然很少获得。拟议的工具将只是北美的第二种可比工具。这也是唯一具有从液体反应环境中转移样品的能力的人,在理解暴露于溶剂的表面(例如电化学系统中)开放了新的边界。该仪器将用于研究催化,原子层沉积和涂层,光伏和固态结构中的各种临界表面特性。该奖项反映了NSF的法定任务,并被认为是通过基金会的知识分子优点和更广泛的影响审查标准来评估的,并被认为值得通过评估。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Elucidating the Influence of Metal Surface Composition on Organic Adsorbate Binding Using Active Particle Dynamics
  • DOI:
    10.1021/acs.jpcc.2c05907
  • 发表时间:
    2023-01-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Greydanus, Benjamin;Medlin, J. Will;Schwartz, Daniel K.
  • 通讯作者:
    Schwartz, Daniel K.
Mechanism of selectivity control for zeolites modified with organic monolayers
  • DOI:
    10.1016/j.micromeso.2022.111913
  • 发表时间:
    2022-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Xinpei Zhou;J. Falconer;J. Medlin
  • 通讯作者:
    Xinpei Zhou;J. Falconer;J. Medlin
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  • 作者:
    A. Baz;Adam Holewinski
  • 通讯作者:
    Adam Holewinski
Electrochemical reduction selectivity of crotonaldehyde on copper
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zachary J. Barton;G. H. Garrett;Nicholas Kurtyka;Taylor D. Spivey;Joshua A. Schaidle;Adam Holewinski
  • 通讯作者:
    Adam Holewinski

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    2023
  • 资助金额:
    $ 88.07万
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