Electron beam damage of perfluorosulfonic acid studied by soft X-ray spectromicroscopy
Notice bibliographique
Résumé
Scanning transmission X-ray microscopy (STXM) was used to study chemical changes to perfluorosulfonic acid (PFSA) spun cast thin films as a function of dose imparted by exposure of a 200 kV electron beam in a Transmission Electron Microscope (TEM). The relationship between electron beam fluence and absorbed dose was calibrated using a modified version of a protocol based on the positive to negative lithography transition in PMMA [Leontowich et al, J. Synchrotron Rad. 19 (2012) 976]. STXM was used to characterize and quantify the chemical changes caused by electron irradiation of PFSA under several different conditions. The critical dose for CF2-CF2 amorphization was used to explore the effects of the sample environment on electron beam damage. Use of a silicon nitride substrate was found to increase the CF2-CF2 amorphization critical dose by ∼x2 from that for free-standing PFSA films. Freestanding PFSA and PMMA films were damaged by 200 kV electrons at ∼100 K and then the damage was measured by STXM at 300 K (RT). The lithography cross-over dose for PMMA was found to be ∼2x higher when the PMMA thin film was electron irradiated at 120 K rather than at 300 K. The critical dose for CF2-CF2 amorphization in PFSA irradiated at 120 K followed by warming and delayed measurement by STXM at 300 K was found to be ∼2x larger than at 300 K. To place these results in the context of the use of electron microscopy to study PFSA ionomer in fuel cell systems, an exposure of 300 e−/nm2 at 300 K (which corresponds to an absorbed dose of ∼20 MGy) amorphizes ∼10% of the CF2-CF2 bonds in PFSA. At this dose level, the spatial resolution for TEM imaging of PFSA is limited to 3.5 nm by radiation damage, if one is using a direct electron detector with DQE = 1. This work recommends caution about 2D and 3D morphological information of PFSA materials based on TEM studies which use fluences higher than 300 e−/nm2.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».