Time resolved electrostatic force microscopy measurements of ionic transport
Bibliographic record
Abstract
La présente thèse est un recueil d'articles scientifiques publiées ou soumises par l'auteur au cours de la période 2015-2018 dans le cadre des recherches du troisième cycle menées à l'Université McGill. Chacun de ces articles étudie un aspect de la réalisation de mesures quantitatives à l'aide de la microscopie à force atomique (AFM). Le début du premier chapitre présente la motivation du travail. La suite explique le fonctionnement de base d'un accumulateur aux ions lithium et les défis rencontrés pour développer de meilleures batteries. On le chapitre conclut en explorant diverses techniques basées sur la AFM et leur utilisation pour étudier les matériaux de l'accumulateur. Les chapitres restants sont présentés dans un ordre cohérent mais pas nécessairement chronologique pour des raisons de cohésion. Le deuxième chapitre montre l'utilisation de la microscopie à force électrostatique (EFM) dans le domaine temporel pour étudier le transport ionique du lithium fer phosphate, un matériel utilisé actuellement dans certaines batteries commerciales. On sait que le transport ionique dans les solides suit une réponse exponentielle étendue dans le domaine temporel, qui est observée par les mesures directes dans le domaine temporel effectuées sur du lithium fer phosphate. Les descriptions théoriques du transport ionique dans les solides des récentes publications ont conclu que le facteur d'étirement dans la réponse exponentielle étendue contient des informations sur le mouvement collectif des ions (par ex. les interactions ion-ion). En effectuant ces mesures sur une petite région d'un échantillon qui a été directement caractérisé à l'aide d'une variété d'autres techniques, les mesures ont été associées à des calculs théoriques obtenus à l'aide de la théorie de la densité fonctionnelle. Ces mesures démontrent que les grandes barrières de saut en limite de phase constituent le facteur limitant pour le transport ionique, alors que les barrières de saut pour les ions en volume sont nettement plus faibles. Ces connaissances ont été rendues possibles par l'amélioration de la résolution temporelle de la technique du domaine temporel par la mise en oeuvre d'un système de calcul de la moyenne en temps réel. Ceci représente une découverte clé dans la compréhension du transport ionique et une démonstration de la puissance des mesures dynamiques localisées rendues possibles par le AFM. Dans le troisième chapitre, on explore les limites de résolution temporelle pour la EFM dans le domaine temporel. On propose une nouvelle technique tout en démontrant sa résolution temporelle nettement améliorée via une mesure de validation sur un échantillon métallique. Ensuite, les limites et l'application de cette technique au transport ionique sont discutées en détail. De plus, trois autres techniques récemment développées qui utilisent des impulsions de tension pour mesurer les réponses des échantillons résolus dans le temps sont explorées en détail, ainsi que leurs difficultés et leur applicabilité aux mesures de transport ionique.Le quatrième chapitre aborde les problèmes posés par la calibration de la constante de ressort des apex nanométriques situés sur la pointe du levier présent dans les AFMs. Ces mesures précises de la constante de ressort des apex sont nécessaires pour effectuer des mesures de force quantitatives à l'aide de la AFM. Ces constantes de ressort sont généralement réalisées en mesurant les petites oscillations de l'apex dues à l'énergie thermique et en les analysant dans le domaine fréquentiel. On démontre que cela peut être grandement affecté par le bruit acoustique ambiant. Ensuite, un protocole permettant de calibrer les constantes de ressort tout en éliminant l'effet du bruit acoustique est démontré en actionnant activement l'apex du levier; en particulier en effectuant des balayages de fréquence et des mesures optiques.
Fetched live from OpenAlex and de-inverted. Abstracts are not stored in this database: the inverted indexes are 8.6 GB of the frame’s 9.3 GB of text, and the host has 13 GB free.
How this classification was reachedexpand
Full frame machine prediction
Teacher imitationNot calibrated prevalence, not ground truth. Human validation pending. The Gemma side is a direct model label for every work in the frame, read from the title-only record. The Codex side is a classifier learned from the 10,348 direct Codex labels and calibrated to design-weighted sample rates; fields without enough sample support carry no Codex call. Candidate is the union of the two sides; consensus is their intersection. These outputs are machine_predicted_unvalidated and are not human labels.
Distilled classifier scores by category (both heads)
| Category | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Metaresearch | 0.000 | 0.001 |
| Meta-epidemiology (narrow) | 0.000 | 0.000 |
| Meta-epidemiology (broad) | 0.000 | 0.000 |
| Bibliometrics | 0.001 | 0.000 |
| Science and technology studies | 0.000 | 0.000 |
| Scholarly communication | 0.000 | 0.001 |
| Open science | 0.001 | 0.000 |
| Research integrity | 0.001 | 0.000 |
| Insufficient payload (model declined to judge) | 0.003 | 0.000 |
Machine scores (provisional)
The two teacher heads of the student model, read on this work. A score orders the frame for review; it never asserts a category, and the validation status ships verbatim with every row.
Baseline scores from an immature model (maturity gate not passed, 7 training rounds). Scores rank; they never assert a category.
score_only:v0-immature-baseline · verbatim from the scoring run: score_only means the number may rank works, and no category label ships from itClassification
machine, unvalidatedMachine predicted; a candidate call from one source (direct Gemma or distilled Codex), not a consensus.
How this classification was reached, model by model and score by score, is at the end of the page under "How this classification was reached".