Towards nanoscale electrical measurements in liquid by advanced KPFM techniques: a review

开尔文探针力显微镜 纳米技术 纳米尺度 物理 化学物理 工程物理 材料科学 原子力显微镜
作者
Liam Collins,Jason I. Kilpatrick,Sergei V. Kalinin,Brian J. Rodriguez
出处
期刊:Reports on Progress in Physics [IOP Publishing]
卷期号:81 (8): 086101-086101 被引量:96
标识
DOI:10.1088/1361-6633/aab560
摘要

Fundamental mechanisms of energy storage, corrosion, sensing, and multiple biological functionalities are directly coupled to electrical processes and ionic dynamics at solid-liquid interfaces. In many cases, these processes are spatially inhomogeneous taking place at grain boundaries, step edges, point defects, ion channels, etc and possess complex time and voltage dependent dynamics. This necessitates time-resolved and real-space probing of these phenomena. In this review, we discuss the applications of force-sensitive voltage modulated scanning probe microscopy (SPM) for probing electrical phenomena at solid-liquid interfaces. We first describe the working principles behind electrostatic and Kelvin probe force microscopies (EFM & KPFM) at the gas-solid interface, review the state of the art in advanced KPFM methods and developments to (i) overcome limitations of classical KPFM, (ii) expand the information accessible from KPFM, and (iii) extend KPFM operation to liquid environments. We briefly discuss the theoretical framework of electrical double layer (EDL) forces and dynamics, the implications and breakdown of classical EDL models for highly charged interfaces or under high ion concentrations, and describe recent modifications of the classical EDL theory relevant for understanding nanoscale electrical measurements at the solid-liquid interface. We further review the latest achievements in mapping surface charge, dielectric constants, and electrodynamic and electrochemical processes in liquids. Finally, we outline the key challenges and opportunities that exist in the field of nanoscale electrical measurements in liquid as well as providing a roadmap for the future development of liquid KPFM.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
LeiYu完成签到 ,获得积分10
刚刚
1秒前
研友_VZG7GZ应助风清扬采纳,获得10
1秒前
脑洞疼应助yangzhudi2333采纳,获得10
2秒前
2秒前
3秒前
roy_chiang完成签到,获得积分10
3秒前
科研通AI6.2应助天涯侠医采纳,获得10
4秒前
6秒前
7秒前
liuliu发布了新的文献求助10
7秒前
Sherry完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
李致伟发布了新的文献求助10
8秒前
闪闪觅风发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
四果冰完成签到 ,获得积分10
9秒前
zz发布了新的文献求助10
9秒前
Lucas应助xhtnt97采纳,获得10
9秒前
坛子完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
雪满头应助星期八联系采纳,获得10
10秒前
Jervis发布了新的文献求助10
12秒前
Lorry完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
Orange应助甜甜圈688采纳,获得10
14秒前
呆呆完成签到,获得积分10
14秒前
chentao发布了新的文献求助10
14秒前
顾矜应助李致伟采纳,获得10
14秒前
14秒前
37完成签到,获得积分10
15秒前
小幂发布了新的文献求助30
15秒前
大模型应助Mister_CHEN采纳,获得10
15秒前
爆米花应助Sherry采纳,获得30
15秒前
chy完成签到,获得积分10
16秒前
PumpingElephant完成签到,获得积分10
17秒前
yjh123应助ZL采纳,获得10
17秒前
liuliu完成签到,获得积分10
19秒前
Rita发布了新的文献求助10
19秒前
初空月儿发布了新的文献求助10
20秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Structural Geology: A Quantitative Introduction 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7216778
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8848301
关于积分的说明 18672636
捐赠科研通 6873135
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3185148
关于科研通互助平台的介绍 2347060
邀请新用户注册赠送积分活动 2159429