In situ X-ray scattering studies of growth at liquid metal - liquid electrolyte interfaces
In situ X-ray scattering studies of growth at liquid metal - liquid electrolyte interfaces
批准号:
266661790
负责人:
Professor Dr. Olaf Magnussen
金额:
$0.0万
依托单位国家:
德国
项目类别:
Research Grants
财政年份:
2014
资助国家:
德国
项目状态:
已结题
起止时间:
2013-12-31 至 2018-12-31
中文摘要
液-液界面的生长是当前材料合成的重要研究方向。这些流体界面提供了一个柔软的、无缺陷的衬底,并允许制备各种不同的纳米材料。由于缺乏关于原子尺度界面结构和微观生长机制的数据,对这些界面上相形成过程的详细理解受到阻碍。在这个项目中,我们的目标是从根本上澄清在液态金属(汞,镓)和水电解质溶液之间的界面上电化学控制生长的具体情况,使用原位x射线散射。我们之前在汞电极上获得的PbBrF生长过程的第一个原子尺度数据揭示了一种复杂的行为,包括在两种液体之间形成定义明确的超薄晶体前驱体层。这些作为随后3D晶体形成的模板,导致准外延生长。在本项目中,我们将系统地研究这些现象在液态金属-电解质界面沉积过程中的作用,并研究沉积形态随电位变化的时间演变。首先,离子化合物的生长将被研究,采用卤化铅作为模型系统。特别地,我们将关注前驱体层的结构作为卤化物种类和液态金属衬底的函数及其在引导晶体生长中的作用。其次,我们将研究通过电化学液-液-固沉积在这些界面上的半导体锗的生长,这是一种新颖的,技术上有趣的过程。这里特别重要的是澄清界面结构,生长的初始阶段,以及三维沉积的随时间变化的形态。作为这些研究的一部分,我们将确定镓-电解质界面的原子尺度结构,特别是液态金属中与电位和温度相关的表面分层,这本身就是一个重要的课题。此外,这些实验将有助于进一步发展x射线散射方法,作为液-液界面生长过程的operando研究工具。
英文摘要
Growth at liquid-liquid interfaces is of substantial current interest for material synthesis. These fluid interfaces provide a soft, defect-free substrate and allow preparation of a wide range of different nanomaterials. Detailed understanding of phase formation processes at these interfaces is hampered by the lack of data on the atomic-scale interface structure and the underlying microscopic growth mechanisms. In this project we aim at fundamentally clarifying those for the specific case of electrochemically controlled growth at the interface between liquid metals (mercury, gallium) and aqueous electrolyte solutions using in situ X-ray scattering. First atomic scale data on such growth processes, obtained in our previous work for PbBrF at Hg electrodes, revealed a complex behavior, involving the formation of well-defined ultrathin crystalline precursor layers in between the two liquids. These serve as a template for the subsequent 3D crystal formation, leading to a quasi-epitaxial growth. In the proposed project we will systematically investigate the role of these phenomena in deposition processes at liquid metal - electrolyte interfaces as well as study the temporal evolution of the deposit morphology as a function of the employed potential. First, the growth of ionic compounds will be studied, employing lead halides as a model system. In particular, we will focus on the structure of the precursor layer as a function of halide species and liquid metal substrate and its role in steering the crystal growth. Secondly, we will investigate the growth of the semiconductor germanium at these interfaces by electrochemical liquid-liquid-solid deposition, a novel, technologically interesting process. Of particular importance here is clarification of the interface structure, the initial stages of growth, and the time-dependent morphology of the 3D deposit. As a part of these studies we will determine the atomic-scale structure of the Ga - electrolyte interface, specifically the potential- and temperature-dependent surface layering in the liquid metal, which in itself is an important topic. In addition, these experiments will help in further developing X-ray scattering methods as a tool for operando studies of growth processes at liquid-liquid interfaces.
期刊论文(3)
专著(0)
科研奖励(0)
会议论文
Temperature- and potential-dependent structure of the mercury-electrolyte interface
汞-电解质界面的温度和电位相关结构
DOI:
10.1103/physrevb.93.165408
发表时间:
2016
期刊:
Physical Review B
影响因子:
3.7
作者:
[B. Runge, S. Festersen, C.T. Koops, A. Elsen, M. Deutsch, B.M. Ocko, O.H. Seeck, B.M. Murphy, O.M. Magnussen]
通讯作者:
O.M. Magnussen
The Atomic scale structure of liquid metal-electrolyte interfaces.
液态金属-电解质界面的原子尺度结构
DOI:
10.1039/c6nr01571a
发表时间:
2016
期刊:
Nanoscale
影响因子:
6.7
作者:
[B.M. Murphy, S. Festersen, O.M. Magnussen]
通讯作者:
O.M. Magnussen
X-ray reflectivity from curved liquid interfaces.
弯曲液体界面的 X 射线反射率
DOI:
10.1107/s1600577517018057
发表时间:
2018
期刊:
Journal of synchrotron radiation
影响因子:
2.5
作者:
[S. Festersen, S.B. Hrkac, C.T. KoopsB. Runge, T. Dane, B.M. Murphy, O.M. Magnussen]
通讯作者:
O.M. Magnussen
Electrochemical properties of Metal Oxide Epitaxial Catalysts
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批准号:284207613
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2015
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
Video-STM studies of adsorbate dynamics at electrochemical interfaces
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批准号:111205716
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2009
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
In-situ surface x-ray scattering studies of electrochemical metal growth and dissolution
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批准号:5453665
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2005
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
Diffusion von Dithiol-Molekülen auf Goldoberflächen
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批准号:14802501
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2005
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
Dynamik kollektiver Transportprozesse an Oberflächen von Metallelektroden
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批准号:5419382
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2004
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
In situ-Untersuchungen zur Wechselwirkung organischer Moleküle mit Dichalkogenid-Elektroden
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批准号:5375951
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项目类别:Research Units
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资助金额:$0.0万
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财政年份:2002
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
Lokale Dynamik von Auflösungs-, Abscheidungs- und Diffusionsprozessen an Kupferelektroden
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批准号:5186944
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:1999
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
Mechanisms of adsorbate diffusion at electrochemical interfaces
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批准号:504552981
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项目类别:Research Grants
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资助金额:$0.0万
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财政年份:--
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
Selectivity Control under Dynamic CO2 Electroreduction Conditions
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批准号:406944504
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项目类别:Priority Programmes
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资助金额:$0.0万
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财政年份:--
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负责人:Professor Dr. Olaf Magnussen
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依托单位:
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基于慧眼-HXMT宽能段观测的X射线吸积脉冲星磁场研究
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批准号:12373051
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项目类别:面上项目
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资助金额:55.00万元
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批准年份:2023
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负责人:侯贤
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依托单位:
同步X-ray成像对调控自噬的联合疗法抗三阴性乳腺癌机制研究
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批准号:22ZR1470600
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项目类别:省市级项目
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批准年份:2022
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项目类别:省市级项目
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项目类别:青年科学基金项目(C类)
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资助金额:30.0万元
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批准年份:2021
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依托单位:
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批准号:42007010
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:任利东
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依托单位:
荷载、浸水条件下花岗岩残积土微细观结构演化及损伤本构关系
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批准号:51978413
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2019
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批准号:11872056
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项目类别:面上项目
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批准年份:2018
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批准号:21802066
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项目类别:青年科学基金项目
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批准年份:2018
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负责人:卜奕玢
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CAT、DSA、x-ray与解剖技术相结合确立小腿后外侧皮支链皮瓣血管构筑
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批准号:31860294
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项目类别:地区科学基金项目
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批准年份:2018
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依托单位: