Chemical imaging of sheets, surfaces, and interfaces

板材、表面和界面的化学成像

基本信息

  • 批准号:
    2129904
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 41.16万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-08-15 至 2025-07-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Non-technical SummaryWith this project, which is supported by the Solid State and Materials Chemistry program in the Division of Materials Research, Professor Janice Musfeldt and her research group will explore the properties of material sheets, and material surfaces and interfaces using near field-infrared spectroscopy, and will invest in the education of a diverse group of young people at the University of Tennessee. Both initiatives will advance the use of chemical imaging spectroscopies at synchrotron facilities and contribute to important societal values and outcomes. A variety of material systems will be imaged including van der Waals, ferroic, and catalytic materials. These material sheets and textures are small in size - well below the diffraction limit of traditional infrared spectroscopies - which is why near-field imaging approaches such as those employed in this project have the potential to be transformative, also in unraveling important structure-property relationships. A broad range of educational, outreach, and service activities will also take place under the auspices of this National Science Foundation-funded program, especially in the areas of diversity, conference and workshop organization, and service to various national laboratories.Technical SummaryThe research, which is supported by the Solid State and Materials Chemistry program in the Division of Materials Research, employs synchrotron-based near-field infrared spectroscopy to image a variety of materials with different functionalities. The focus is on van der Waals, ferroic, and catalytic materials, as well as the structure-property relationships that can be unraveled in these systems. The goals are to: (i) explore symmetry and properties of magnetic and heavy chalcogenides and halides in the ultrathin limit, (ii) reveal interface dynamics in unusual settings such as at ferroelastic and ferroelectric domain walls, (iii) untangle chemical bonding heterogeneities and their relationship with catalytic behavior, and (iv) understand how these effects can be enhanced and controlled. What brings these efforts together is an overall interest in imaging heterogeneity in quantum materials and the opportunity to explore completely new types of light-matter interactions. Findings from this program will advance the development of theoretical approaches and of energy-related applications. This program also supports the interdisciplinary education of a diverse group of young researchers for future employment in academics, government laboratories, and industry in the area of advanced materials.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.
非技术摘要该项目由材料研究部固态和材料化学项目支持,Janice Musfeldt 教授和她的研究小组将利用近场红外技术探索材料片材以及材料表面和界面的特性光谱学,并将投资于田纳西大学多元化年轻人的教育。这两项举措都将促进化学成像光谱在同步加速器设施中的使用,并为重要的社会价值和成果做出贡献。将对各种材料系统进行成像,包括范德华、铁和催化材料。这些材料片和纹理尺寸很小 - 远低于传统红外光谱的衍射极限 - 这就是为什么近场成像方法(例如本项目中采用的方法)具有变革性的潜力,也有助于揭示重要的结构-性能关系。在这个国家科学基金会资助的计划的赞助下,还将开展广泛的教育、外展和服务活动,特别是在多样性、会议和研讨会组织以及为各个国家实验室提供服务等领域。该项目得到了材料研究部固态和材料化学项目的支持,采用基于同步加速器的近场红外光谱对具有不同功能的各种材料进行成像。重点是范德华、铁和催化材料,以及这些系统中可以解开的结构-性能关系。目标是:(i)探索超薄极限下磁性和重硫族化物和卤化物的对称性和性质,(ii)揭示异常环境中的界面动力学,例如铁弹性和铁电畴壁,(iii)理清化学键异质性和它们与催化行为的关系,以及(iv)了解如何增强和控制这些效应。将这些努力结合在一起的是对量子材料成像异质性的整体兴趣以及探索全新类型的光与物质相互作用的机会。该计划的研究结果将推动理论方法和能源相关应用的发展。该计划还支持对不同群体的年轻研究人员进行跨学科教育,以便他们未来在先进材料领域的学术界、政府实验室和工业界就业。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过使用基金会的评估进行评估,认为值得支持。智力价值和更广泛的影响审查标准。

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)
Vibrational fingerprints of ferroelectric HfO2
铁电 HfO2 的振动指纹
  • DOI:
    10.1038/s41535-022-00436-8
  • 发表时间:
    2022-03-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    S. Fan;Sobhit Singh;Xianghan Xu;Kiman Park;Y. Qi;S. Cheong;D. V;erbilt;erbilt;K. Rabe;J. Musfeldt
  • 通讯作者:
    J. Musfeldt
Real-Space Infrared Spectroscopy of Ferroelectric Domain Walls in Multiferroic h -(Lu,Sc)FeO 3
多铁性h-(Lu,Sc)FeO 3 中铁电畴壁的实空间红外光谱
  • DOI:
    10.1021/acsami.2c19600
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    9.5
  • 作者:
    Smith, Kevin A.;Ramkumar, Sriram P.;Du, Kai;Xu, Xianghan;Cheong, Sang;Gilbert Corder, Stephanie N.;Bechtel, Hans A.;Nowadnick, Elizabeth A.;Musfeldt, Janice L.
  • 通讯作者:
    Musfeldt, Janice L.
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  • 资助金额:
    $ 41.16万
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MRI-R2:开发安装在 NYANG LC-130 上的用于监测冰盖变化的冰​​成像系统
  • 批准号:
    0958658
  • 财政年份:
    2010
  • 资助金额:
    $ 41.16万
  • 项目类别:
    Standard Grant
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知道了