AFM研究チームが、国際的なトップジャーナルに複数の論文を発表

最近、遼寧科技大学化学工学部のクリーンエネルギー・燃料化学研究所の研究チームは、トップティアの水素エネルギージャーナルであるに掲載された論文のスクリーンショットと、権威ある界面化学ジャーナルであるに掲載された論文のスクリーンショットに、一連の最新の研究成果を連続して発表しました。Truth Instrumentsが独自に開発したAtomEdge Pro多機能原子間力顕微鏡（AFM）は、上記の研究において、重要なナノスケール界面電荷ダイナミクスの特性評価を提供しました。その場光アシストケルビン力顕微鏡（KPFM）技術を活用し、材料性能向上のメカニズムを明らかにするための主要なツールとなっています。

Journal of Colloid and Interface Scienceに掲載された論文のスクリーンショット

International Journal of Hydrogen Energyに掲載された論文のスクリーンショット

一連の論文で使用された機器モデル（Truth Instruments、AtomEdge Pro）

光電気化学研究では、水素製造のための水分解や新しい太陽電池の開発など、光と材料の相互作用によって引き起こされる電気化学反応は、材料の表面と界面における電荷挙動に大きく依存します。電荷分離、輸送、および再結合の効率は、デバイスの最終的な性能を直接決定します。KPFM技術は、この分野で独自のその場特性評価機能を提供し、具体的には以下の点で実証されています。

• 正確なバンド構造特性評価： KPFMは、TiO₂、BiVO₄、ペロブスカイトなどの光電極材料の仕事関数を正確に測定できます。これにより、バンドベンドやキャリア濃度などの重要なパラメータを分析し、材料設計と最適化のための理論的根拠を提供します。

• 電荷ダイナミクスの可視化：

  • 空間的異質性分析： KPFMは、材料表面の異なる結晶粒、粒界、および欠陥にわたる電位分布を明確に明らかにします。電荷分離のための「高効率領域」と「再結合トラップ」を特定し、材料改質のための空間的ガイダンスを提供します。

  • オペランド条件下でのリアルタイムモニタリング： 照明下でその場KPFM測定を行うことにより、光生成電荷の生成、分離、および蓄積のプロセスをリアルタイムで観察できます。これにより、光電圧とその空間分布の定量的評価も可能になります。

その場光アシストKPFMで測定した、暗所および照明下での光アノードのAFMトポグラフィー画像と対応する3D表面電位投影。

• 界面挙動の研究： ヘテロ接合または半導体電解質界面では、KPFMは内蔵電界と電荷移動プロセスをプローブできます。これにより、エネルギーレベルのアライメントと輸送メカニズムが明らかになり、界面エンジニアリングと改質層の設計のための直接的な証拠が提供されます。

• その場マルチテクニック相関： KPFMは、その場分光法や理論計算などの方法と相乗的に組み合わせて、多次元、マルチスケールの包括的な分析システムを構築できます。たとえば、光電気化学反応中、KPFMは表面電位の変化をリアルタイムで追跡し、ラマン分光法は反応中間体と吸着種を特定し、理論計算は原子/電子レベルでの電荷挙動と反応経路をシミュレートします。これらの3つの技術の相乗効果により、巨視的な信号から微視的な構造と理論モデルまでのフルチェーン分析が実現し、複雑な反応メカニズムの理解の深さと精度が大幅に向上します。

その場ラマン分光法と、その場光アシストKPFM実験を組み合わせた、多次元メカニズム分析と性能評価。

AtomEdge Proに統合されたその場KPFM技術は、界面電荷ダイナミクスの観察能力を大幅に向上させるだけでなく、高性能光電材料およびデバイスの合理的な設計のための堅牢なデータサポートを提供します。

AtomEdge Pro多機能原子間力顕微鏡

AtomEdge Proは、材料、電子デバイス、および生物学的サンプルの3Dスキャンイメージングを実行し、サブオングストロームレベルの形態学的特性評価を実現できます。コンタクト、タッピング、非コンタクトなど、複数の動作モードを備えており、ユーザーに、より柔軟で正確な操作の選択肢を提供します。さらに、磁気力顕微鏡（MFM）、静電力顕微鏡（EFM）、走査ケルビン力顕微鏡（SKPM）、圧電応答力顕微鏡（PFM）などのさまざまな機能モードを統合し、高い安定性と優れた拡張性を提供します。さらに、機能モジュールは、ユーザーのニーズに応じて柔軟にカスタマイズでき、特定の研究分野向けのターゲットソリューションを提供し、多目的で高効率な検出プラットフォームを作成します。

遼寧科技大学の研究チームによるトップ国際ジャーナルへのハイレベル論文の発表に対するTruth Instrumentsの貢献は、国産ハイエンド科学研究機器の画期的な能力を改めて強調しています。今後、Truth Instrumentsは技術革新を深め、より柔軟なモジュール設計とより安定した性能を提供していきます。これにより、中国の研究チームがより多くの「0から1」の発見を解き放ち、国産機器がトップティアのグローバル研究を支える重要な力となることを支援します。