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.
非技术性概述该项目由材料研究部固体与材料化学项目支持,Janice MusFeldt教授和她的研究小组将利用近场红外光谱探索材料片、材料表面和界面的性质,并将投资于田纳西大学不同群体的年轻人的教育。这两项倡议都将促进同步加速器设施中化学成像光谱仪的使用,并为重要的社会价值和成果做出贡献。各种材料体系将被成像,包括范德华材料、铁性材料和催化材料。这些材料片和织构的尺寸很小--远远低于传统红外光谱仪的衍射极限--这就是为什么近场成像方法,如本项目中使用的那些方法,具有潜在的变革性,也在解开重要的结构-性质关系方面。在这项由国家科学基金会资助的计划下,还将开展广泛的教育、推广和服务活动,特别是在多样性、会议和研讨会组织以及为各种国家实验室提供服务方面。技术概述这项研究由材料研究部的固体和材料化学计划支持,利用同步加速器近场红外光谱分析技术对各种具有不同功能的材料进行成像。重点是范德华、铁性和催化材料,以及在这些体系中可以解开的结构-性质关系。其目标是:(I)探索超薄极限下磁性和重硫化物和卤化物的对称性和性质,(Ii)揭示不寻常环境下的界面动力学,例如在铁弹性和铁电磁区壁上,(Iii)解开化学键的不均质性及其与催化行为的关系,以及(Iv)了解如何增强和控制这些影响。将这些努力聚集在一起的是对量子材料成像异质性的总体兴趣,以及探索全新类型的光-物质相互作用的机会。该项目的发现将推动理论方法和与能源相关的应用的发展。该计划还支持对不同的年轻研究人员进行跨学科教育,以便将来在先进材料领域的学术、政府实验室和行业工作。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

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
  • DOI:
    10.1038/s41535-022-00436-8
  • 发表时间:
    2022-03-18
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Fan, Shiyu;Singh, Sobhit;Musfeldt, J. L.
  • 通讯作者:
    Musfeldt, J. L.
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