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前沿实验室丨形貌与晶体结构表征技术全解析
前沿实验室形貌与晶体结构表征技术全解析在新能源材料研发的赛道上，每一次突破都始于对材料微观世界的精准洞察。 从锌负极的枝晶抑制到高镍正极的相变调控，从水系电池的界面优化到固态电池的电解质设计，材料的形貌特征与晶体结构始终是决定性能的核心要素。 这种晶体学取向的精准调控，直接促成锌沉积从枝晶生长向均匀密堆积的转变，使电池循环寿命突破2000次。 晶体取向分布分析通过电子背散射衍射（EBSD）或XRD极图技术，构建晶粒取向的三维空间分布图，精准解析织构演化规律。 三维形貌图（CT重构/三维表面重建）二维图像只能呈现材料的"表象"，而三维形貌重构通过断层扫描（CT）或共聚焦成像，构建毫米级至纳米级的三维数字模型，还原材料的真实空间结构。
46810编辑于 2025-08-14 - 来自专栏DrugOne
. | SurFF：跨金属间化合物晶体表面暴露与形貌的基础模型
研究人员提出了 SurFF，一个基于机器学习力场的基础模型，用于预测金属间化合物晶体的表面暴露与可合成性。 与实验和计算结果的对比表明，SurFF 预测可靠，能够在 6,000 余种金属间化合物晶体上大规模预测表面能与 Wulff 形貌，为催化剂研究提供了宝贵数据。 尤其是晶体材料中的 表面活性 与 表面暴露：前者决定反应速率，后者决定某一表面能否形成以及暴露程度，即合成可行性。 理论上，一个晶体可以拥有无限多的独特表面，但热力学与动力学约束限制了实际形成的表面类型。一般而言，只有低表面能的晶面才更可能在晶体生长中暴露出来。 例如： 目前数据集未显式包含温度、压力等条件下的动力学效应； 模型未能捕捉晶体在实际环境中的动态重构与形貌变化； 实验验证数据仍有限，需要高分辨电镜与原位光谱学进一步补充。
27510编辑于 2025-10-14 - 来自专栏测试GO材料测试
同步辐射GIWAXS在有机半导体材料中的应用-测试GO
该技术不仅可以确定晶体结构，还可以分析晶体的取向和结晶度，为理解有机半导体材料的性能提供关键信息。 GIWAXS在有机半导体材料研究中的应用薄膜形貌与结晶结构分析晶体结构确定：GIWAXS可以用来确定有机半导体薄膜的晶体结构，包括晶胞参数、空间群等信息。 了解晶体结构是理解材料物理化学性质的基础。 器件性能优化有机场效应晶体管（OFET）：在有机场效应晶体管中，半导体薄膜的结晶度和晶粒取向直接影响器件的电荷迁移率和开关比。 GIWAXS可以用于优化半导体薄膜的制备工艺，从而提高OFET的性能。 例如：掠入射小角X射线散射（GISAXS）：GISAXS可以提供关于薄膜纳米尺度形貌的信息，与GIWAXS结合使用可以更全面地了解薄膜的结构。 原子力显微镜（AFM）：AFM可以提供薄膜表面的形貌信息，与GIWAXS结合使用可以了解表面形貌与内部结构的关系。
78600编辑于 2025-08-01 - 来自专栏同步天下
石英晶体阻抗计，晶体测试仪器
有源晶振是一种使用集成电路来驱动和控制晶体振荡器的系统。它包含一个晶体振荡器作为频率参考，并使用集成电路来提供稳定的驱动信号和精确的频率控制。IC负责维持晶振的稳定振荡以及提供所需的时钟信号。 IC主要有以下几个功能和作用：驱动晶体振荡器：IC提供所需的电流和电压来驱动晶体振荡器，使其产生稳定的振荡信号。晶振的频率由晶振器的物理特性决定。 总而言之，IC在有源晶振电路中是驱动和控制晶体振荡器的核心部分。它通过提供稳定的驱动信号和精确的频率控制，确保晶振在各种环境条件下能够产生准确、稳定的时钟信号。 该晶振测试仪集合有源和无源晶振测试，多种贴片和直插封装，1.8V/2.5V/3.3V/5V等多种晶振供电电压，涵盖大多数电子产品晶体测试，广泛应用于邮电、通信、广播电视、学校、研究所及工矿企业对于晶振的验证或筛选
32510编辑于 2023-12-07 - 来自专栏模拟计算
测试GO前沿实验室：为水系电池研究提供多维度表征解决方案
一、核心表征技术：揭示电池材料的微观世界形貌与晶体结构分析三维形貌图：利用扫描电子显微镜（SEM）与原子力显微镜（AFM）技术，可视化锌负极沉积形貌（如枝晶抑制效果）、SEI膜分布状态，结合能谱分析揭示元素组分空间分布 晶体取向分布：通过二维X射线衍射（2D-XRD）和同步辐射技术，定量分析锌箔或锌颗粒的晶体学取向（如[0001]择优取向），指导电极结构设计以提升循环稳定性。 电化学石英晶体微天平（EQCM）：监测硫基电极的质量变化，区分活性物质转化与非活性产物生成。 三、应用场景与案例参考锌负极优化通过晶体取向调控（如单晶[0001]锌箔）减少枝晶生成，结合TOF-SIMS分析SEI成分，提升循环寿命（Advanced Materials, 2025）。
20810编辑于 2025-08-11 - 来自专栏测试GO材料测试
关于合成MOF时的形貌控制的干货综述-测试GO
实现形貌控制的机理首先列举了一些关于MOF的合成方法，并整理出了关于MOF形貌控制的机理：1.配位调节机制（也称为复合物形成的调节）用于获得金属有机框架的配位调制方法的示意图。 不同因素对MOF形貌的影响1.反应体系pH对MOF形貌影响常用的碱性调节剂包括：甲酸钠、乙酸钠、三乙胺(TEA)、1-甲基咪唑、正丁胺、吡啶、四甲基氢氧化铵(TMAOH)，使用这些碱性化合物的主要目的并不是将反应介质的 pH=2.7：小八面体和定义不清的六方晶体的混合物（MIL-100与MIL-96的混合物）。 对于多组元金属MOF而言，不同的金属离子比也会对MOF形貌造成影响。DMF在合成MOF中的作用。 由于这种结构，表面活性剂经常被用作材料制备的结构导向剂或封端剂，并引发许多如高折射率晶面的形成、晶体形状的转变、影响晶体尺寸等效果。常见的表面活性剂有CTAB和PVP等。
56310编辑于 2025-11-04 通过改变光的偏振态，从而实现白光干涉中的光学相移原理
此外，电光晶体也是实现偏振态改变的重要元件，在电场作用下，电光晶体的折射率会发生变化，导致通过晶体的光的偏振态改变，引发光程变化与相位移动。 结合相移算法对这些图像进行处理，能够有效提取被测表面的相位信息，进而实现对物体表面形貌的高精度测量。 相较于机械相移方式，基于偏振态改变的光学相移具有响应速度快、可动态实时调节、对测量环境扰动小等优势，在对测量速度和稳定性要求较高的场景，如动态表面形貌测量、微小器件在线检测等领域具有广阔的应用前景。 2)系统集成CST连续扫描技术，Z向测量范围高达100mm，不受物镜放大倍率的影响的高精度垂直分辨率，为复杂形貌测量提供全面解决方案。3）可搭载多普勒激光测振系统，实现实现“动态”3D轮廓测量。
32100编辑于 2025-08-05- 来自专栏测试GO材料测试
测试GO：揭秘枝晶生长对锌离子电池寿命的影响
在常规 ZnSO4 电解液中，电极表面在沉积过程中迅速出现气泡和六边形 Zn 片，随后演化为体积庞大、形貌不均的枝晶，呈现出典型的自催化放大式生长特征。 electrodeposition via high throughput in situ x-ray diffraction”研究中，作者利用 高通量原位同步辐射 XRD 系统观察了 Zn 沉积过程中晶体取向与枝晶生长的关联 该研究首次通过原位 XRD 直观揭示了“高电流促进致密 (002) 晶面生长、低电流导致无序枝晶形成”的规律，强调了沉积动力学对枝晶形貌的决定性作用。 这一案例凸显了原位 XRD 在动态追踪相组成与晶体取向变化、解析 Zn 枝晶形成机理方面的独特价值。优点：可动态追踪相组成与晶体取向，揭示沉积动力学规律。 该案例表明，原位 AFM 不仅能实时追踪 Zn 电极表面粗糙度与形貌演化，还能直观揭示添加剂对枝晶抑制机理的作用，是研究界面调控与枝晶治理的关键手段。
30310编辑于 2025-11-04 MOCVD生长氮化物外延的两步生长法
Nakumura等人也报道了这种技术，他们发现采用低温GaN成核层也能起到同样的作用，并且成核层的厚度对GaN的形貌和晶体质量有着重要的影响。两步生长法成为目前氮化物材料MOCVD生长的主流方法。 衬底表面氮化 生长GaN成核层之前，在低温或高温下预先将NH₃通入反应室中，令蓝宝石衬底表面氮化，有利于形成成核中心，增加GaN成核层与衬底的黏附，同时还能提高GaN的表面形貌。 成核层的表面形貌和尺寸强烈依赖于退火的温度和时间以及升温速率。 柱状晶体生长 开始高温生长GaN外延层，初期会形成密集的柱状晶体，这些晶体会进行定向生长。
16010编辑于 2026-03-18- 来自专栏睐芯科技LightSense
晶体缺陷crystal defects
硅和其它半导体所生长的晶棒（ingot）中都有许多晶体缺陷。这些缺陷会影响到晶圆制作，继而影响到集成电路与元件制作的质量。 晶体缺陷常遇到的有：点缺陷：不同种类的原子进入晶格，或取代（substitution）硅原子，或介于（interstitial）硅原子间。硅原子自晶格消失形成空缺（vacancy）。 平面滑动（slip）：由于晶体中一部分相对于它部分受到剪应力（shear），造成一部分相对于它部分永久变形，如下图所示。图：受剪切力产品平面滑动过程3. 晶体错排（dislocation）：晶体中一部分由于不平衡加热或冷却，晶体中局部区域产生平面滑动，在晶体结构上造成局部性缺陷，如下图所示。左图：错排移动，右图：在晶体结构上造成局部性缺陷。
54010编辑于 2024-07-24 - 来自专栏P轴
金属晶体ccp与hcp
(opens new window) ccp=面心立方堆积=A1=ABCABC堆积
1.4K20编辑于 2022-11-18 【新启航】如何解决碳化硅衬底 TTV 厚度测量中的各向异性干扰问题
然而，碳化硅晶体具有显著的各向异性，其晶体结构和物理性质在不同晶向存在差异，这种各向异性会对 TTV 厚度测量造成干扰，导致测量结果出现偏差，影响工艺控制和产品质量评估。 各向异性干扰产生的原因碳化硅晶体的各向异性主要源于其独特的晶体结构。不同晶面的原子排列方式和键合强度存在差异，使得在进行 TTV 测量时，测量仪器与衬底表面的相互作用因晶向不同而变化。 例如，在原子力显微镜（AFM）测量中，探针与不同晶面的接触力和摩擦力不同，导致测量的表面形貌出现偏差。 XRD 通过分析晶体的衍射图谱获取晶格参数，进而计算衬底厚度，其测量结果受表面形貌和晶向影响较小。 数据处理与校正建立基于碳化硅晶体各向异性特性的数学模型，对测量数据进行校正。利用已知的晶体结构和物理性质参数，结合测量得到的数据，通过算法补偿各向异性带来的偏差。
28110编辑于 2025-08-08贴片晶振测试仪、晶体网络测试仪、晶体阻抗测试仪、石英晶体测试仪
晶体测试仪是用于检测晶体（如石英晶体、压电晶体等）电学参数与性能的专用设备，其核心功能与应用意义围绕晶体的性能验证和质量管控展开，具体如下：一、核心功能SYN5306系列晶体测试仪的功能聚焦于精准测量晶体的关键电学特性 ，核心包括：关键参数测量：检测晶体的谐振频率（晶体工作时的核心频率）、负载电容（晶体在特定电路中匹配的电容值）、静态电容（晶体不振动时的固有电容）、串联电阻（晶体振动时的阻抗损耗）等核心电学参数。 故障诊断：在电路调试或维修中，快速定位晶体故障（如晶体停振、频率偏移过大），区分是晶体本身问题还是外围电路问题。 简言之，晶体测试仪是确保晶体 “合格可用” 和 “性能达标” 的关键工具，直接保障了依赖晶体的电子设备的稳定性、精度和可靠性。晶体测试仪是一种专门用于测试晶体性能的电子测量仪器。 以下是关于它的详细介绍：SYN5306系列晶体测试仪工作原理：晶体测试仪的工作原理基于石英晶体的压电谐振特性。
29410编辑于 2025-09-15- 来自专栏物联网知识
矩形键盘控制晶体管
这次来展示一下简单的让矩形键盘控制晶体管的代码。 本文主要为了分享矩形键盘控制晶体管，为了更清楚，所以没有把这俩程序写成函数，而是写成了头文件。 大家可以动手试一试，毕竟实践才是检验真理的唯一标准!
57810发布于 2021-01-28 通过电光晶体的电光效应，实现白光干涉中的电光调制相移原理
二、电光效应与电光晶体电光效应指某些材料（如晶体）在外加电场作用下，折射率发生变化的现象。依据折射率变化与外加电场强度的关系，其可分为线性电光效应（泡克耳斯效应）和二次电光效应（克尔效应）。 电光晶体便是具备显著电光效应的材料。常见的电光晶体包括铌酸锂（LiNbO₃）晶体、砷化镓（GaAs）晶体和钽酸锂（LiTaO₃）晶体等。 当白光通过电光晶体时，晶体折射率因外加电场改变，进而导致光在晶体中传播的相位发生变化。例如，对于线性电光调制器，其相位调制量与外加电场强度成正比。通过精确控制外加电场，可实现对光信号相位的精准调控。 五、电光调制相移在白光干涉中的实现步骤外加电场施加：利用外部电路向电光晶体施加可控电场。该电场改变电光晶体折射率，实现对光波的相位调制。通过调整电场强度，可精确控制光的相位变化量。 2)系统集成CST连续扫描技术，Z向测量范围高达100mm，不受物镜放大倍率的影响的高精度垂直分辨率，为复杂形貌测量提供全面解决方案。3）可搭载多普勒激光测振系统，实现实现“动态”3D轮廓测量。
42110编辑于 2025-08-07- 来自专栏等离子设备的应用
等离子体处理对壳聚糖膜表面形貌的影响
射频等离子清洗机对壳聚糖表面形貌的影响壳聚糖是一种生物衍生的带正电荷多糖，具有优良的生物相容性和降解性能，近年来，由于其优良的成膜性能和良好的光学性能，壳聚糖膜在角膜组织工程及角膜修复材料研究领域得到越来越广泛重视 一般认为， 对于无规则形貌，粗糙表面有利于细胞黏附，且材料表面粗糙度对细胞相容性的影 响与材料表面所吸附蛋白质种类和数量有关。 在此，我们仅以等离子体表面处理对壳聚糖膜表面形貌影响做一些讨论和演绎未经等离子处理的AFM图O2 100W 60S处理后的AFM图片O2 150W 60S处理后的AFM图片100W的等离子体处理壳聚糖膜表面光滑平整
37920编辑于 2023-08-08 碳化硅衬底 TTV 厚度测量方法的优劣势对比评测
例如，白光干涉仪通过分析干涉条纹获取表面形貌信息，可快速完成大面积测量，适用于生产线上的快速抽检。此外，该方法操作相对简便，对操作人员的技术要求较低，设备成本也相对适中，易于在企业中推广使用。 原子力显微镜测量法优势原子力显微镜（AFM）测量法能够实现纳米级的超高测量精度，可清晰获取碳化硅衬底表面的微观形貌信息，准确测量 TTV 厚度 。 X 射线衍射测量法优势X 射线衍射（XRD）测量法对碳化硅晶体的各向异性不敏感，测量结果受表面形貌和晶向的影响较小，能够准确测量衬底内部的晶格参数，进而计算出 TTV 厚度 。 对于晶体结构复杂、各向异性明显的碳化硅衬底，XRD 测量法具有独特的优势，可提供可靠的测量结果。劣势XRD 测量设备庞大复杂，操作难度高，需要专业的技术人员进行操作与维护 。
39400编辑于 2025-08-09成会明院士周光敏副教授Nature protocols：废锂电正极超快直接再生与升级再造的普适性策略！
如图3e所示，这组失效正极材料的微观形貌显示出尺寸在1到3微米之间的球形单晶。 如图4a、b所示，再生材料的晶胞参数分别为8.2326 Å和8.2311 Å，表明晶体结构成功恢复，晶格坍塌问题得以解决。 在两种再生过程中经过重结晶和晶体生长后，两种再生材料均展现出尖晶石正极材料特有的八面体形貌。 U-LNMO的晶体结构保留了尖晶石构型，其结构参数与商业材料（C-LNMO）相当。从形貌上看，与LMO相比，U-LNMO展现出典型的八面体形状，边缘和角落更加锋利（图6d）。 相变还改变了材料的生长面，导致其形貌偏离八面体结构，形成了具有替代形状的单晶（图8d）。
55800编辑于 2025-08-19- 来自专栏深度学习|机器学习|歌声合成|语音合成
神经网络：晶体管显示
神经网络晶体管显示 题目要求 一、题目要求 设用7个短线段构成1，2，…，9，0共10个数码图形，令这7个线段分别用一个矢量来代表，又设对数码图形中用到的线段，相应分量取值为1，未用到的线段相应的分量取值为
31910发布于 2021-01-14 - 来自专栏睐芯科技LightSense
三种超精密光学结构表面形貌测量方法
对待测品上的各个点依次测量，就可以获求取待测品的整个形貌高度。 2， 结构光投影技术结构光投影技术是近年兴起的一种表面形貌测量技术，如图所示，该技术使用空间光调制器（DMD）产生编码条纹，光源照射编码条纹使其经过系统光路投影到被测品上，然后变形的条纹再经系统光路成像在工业相机感光芯片上 利用微位移机构纵向扫描，同时相机在扫描过程中摄取图像，这些系列图像是被结构光调制的，条纹中包含高度信息，通过频谱提取，傅里叶变换等算法对图像进行解码可以得到编码相位值，再与系统标定的参数联解可以恢复被测物体的三维形貌 激光干涉术利用单色光作为光源，单色光通过干涉光路分别投射到被测表面和参考镜，然后反射回来汇集形成干涉条纹，用相机采集条纹图，经相移算法提取条纹图相位信息，并根据相位与光程差之间的对应关系得到表面三维形貌 以上三种显微形貌测量技术的性能参数如表所示，显微干涉术较其他两种技术Z 向分辨率和横向分辨率都更高，且为场式测量，横向扫描范围能达毫米级。
62710编辑于 2024-07-24
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