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　　能源納米技術(shù)，泛指利用納米材料和納米尺度的特征效應(yīng)構(gòu)筑能源納米器件，致力于解決可再生能源轉(zhuǎn)化和存儲過程中的瓶頸問題，目前已成為一個(gè)重要的學(xué)科交叉領(lǐng)域。中國科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員陳立桅團(tuán)隊(duì)，長期致力于能源納米器件界面形貌、化學(xué)結(jié)構(gòu)和電子過程的掃描力探針研究。近日，該團(tuán)隊(duì)受邀在《先進(jìn)材料》上撰寫綜述文章，聚焦近年來能源納米器件的掃描力探針技術(shù)的研究進(jìn)展。
　　據(jù)了解，能源納米器件顯著區(qū)別于電子器件和光電子器件，其工作機(jī)制決定于器件中電子、空穴和離子等載流子的長程傳輸過程，其傳輸過程常與化學(xué)轉(zhuǎn)化相耦合，并且不同于傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)中電子被局域在原子核附近?；谠恿︼@微鏡（AFM）發(fā)展的掃描力探針顯微術(shù)（SFM）從最初的形貌掃描工具，逐步發(fā)展成可探測力學(xué)、電學(xué)、熱學(xué)、磁學(xué)、光學(xué)和化學(xué)等性質(zhì)的多模式功能成像技術(shù)，同時(shí)結(jié)合其高空間和時(shí)間分辨率，適應(yīng)于復(fù)雜環(huán)境的原位工況成像能力等優(yōu)勢，被廣泛用于能源納米器件工作機(jī)理的研究。
　　該綜述首先介紹了掃描探針各種功能成像技術(shù)的發(fā)展歷程，從最基本的形貌成像模式開始，依次介紹納米力學(xué)模式、化學(xué)成像模式、載流子探測模式和時(shí)間分辨成像技術(shù)等。第二部分介紹了各種掃描力探針功能成像模式在能源轉(zhuǎn)換器件，如有機(jī)光伏電池和有機(jī)—無機(jī)鈣鈦礦電池中的進(jìn)展。該部分重點(diǎn)突出了原位工況研究器件內(nèi)部界面動(dòng)態(tài)演化的重要意義和面臨的挑戰(zhàn)。在第三部分中，該綜述介紹了以鋰離子電池為典型代表的能源儲存器件中固態(tài)電解質(zhì)中間相（SEI）的形貌、力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)組分在電池循環(huán)中的演變，及其與電池循環(huán)性能的關(guān)聯(lián)。該類器件區(qū)別于能源轉(zhuǎn)換器件的主要特點(diǎn)是器件行為決定于離子的傳輸，因此推動(dòng)了一系列探測離子運(yùn)動(dòng)的功能成像模式的發(fā)展。
　　該綜述總結(jié)了掃描力探針技術(shù)在能源納米技術(shù)發(fā)展中起到的積極推動(dòng)作用，同時(shí)指出進(jìn)一步提高測量分辨率和測量精度對于推動(dòng)能源納米技術(shù)領(lǐng)域革新具有重要意義。
　　相關(guān)論文信息：DOI: 10.1002/adma.201802490
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報(bào)》 2018-09-10 第5版 創(chuàng)新周刊)