Nanostructure of the H-terminated p-Si(111)/ionic liquid interface and the effect of added lithium salt.
Nanostructure of the H-terminated p-Si(111)/ionic liquid interface and the effect of added lithium salt.
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H端p-Si(111)/离子液体界面的纳米结构及添加锂盐的影响
DOI：
10.1039/c6cp06306c
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发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
F. Endres
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
V. Hoffmann;A. Lahiri;N. Borisenko;T. Carstens;G. Pulletikurthi;A. Borodin;R. Atkin;F. Endres
离子液体是安全锂离子电池（LIB）的潜在电解质。最近的研究已经探索了硅作为具有各种电解质的LIB的阳极材料的用途。然而，离子液体/Si界面的纳米结构是未知的。本通讯使用原子力显微镜（AFM）在1-乙基-3-甲基咪唑鎓双（三氟甲基磺酰基）酰胺（[EMIm]TFSA）和1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓双（三氟甲基磺酰基）酰胺（[Py 1，4]TFSA）中探测氢封端的p-Si（111）界面。AFM测量结果表明，咪唑阳离子吸附在H-Si（111）/[EMIm]TFSA界面上，形成了尺寸约为3.8nm的有序小面簇结构.相比之下，Si（111）/[Py 1，4]TFSA界面与氩气中的原生表面相同。对于两种纯离子液体，当尖端接近表面时测量排斥力。在另外的LiTFSA吸引力进行了测量，揭示了显着的变化，界面结构。
Ionic liquids are potential electrolytes for safe lithium-ion batteries (LIB). Recent research has probed the use of silicon as an anode material for LIB with various electrolytes. However, the nanostructure of the ionic liquid/Si interface is unknown. The present communication probes the hydrogen terminated p-Si(111) interface using atomic force microscopy (AFM) in 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethlysulfonyl)amide ([EMIm]TFSA) and 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(trifluoromethlysulfonyl)amide ([Py1,4]TFSA). AFM measurements reveal that the imidazolium cation adsorbs at the H-Si(111)/[EMIm]TFSA interface leading to an ordered clustered facet structure of ∼3.8 nm in size. In comparison, the Si(111)/[Py1,4]TFSA interface appeared the same as the native surface in argon. For both pure ILs, repulsive forces were measured as the tip approached the surface. On addition of LiTFSA attractive forces were measured, revealing marked changes in the interfacial structure.
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