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In Situ Visualization of Fast Surface Ion Diffusion in Vanadium Dioxide Nanowires

机译：原位可视化快速表面离子扩散在二氧化钒纳米线中

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We investigate in situ ion diffusion in vanadium dioxide (VO2) nanowires (NWs) by using photocurrent imaging. Alkali metal ions are injected into a NW segment via ionic liquid gating and are shown to diffuse along the NW axis. The visualization of ion diffusion is realized by spatially resolved photocurrent measurements, which detect the charge carrier density change associated with the ion incorporation. Diffusion constants are determined to be on the order of 10(-10) cm(2)/s for both Li+ and Na+ ions at room temperature, while H+ diffuses much slower. The ion diffusion is also found to occur mainly at the surface of the NWs, as metal contacts can effectively block the ion diffusion. This novel method of visualizing ion distribution is expected to be applied to study ion diffusion in a broad range of materials, providing key insights on phase transition electronics and energy storage applications.
机译：通过使用光电流成像，我们在二氧化钒（VO2）纳米线（NWS）中以原位离子扩散研究。 碱金属离子通过离子液体浇口喷射到NW段中，并且显示沿NW轴扩散。 通过空间分辨的光电流测量来实现离子扩散的可视化，该光电流测量检测与离子掺入相关的电荷载体密度变化。 将扩散常数确定为在室温下为Li +和Na +离子的10（-10）cm（2）/ s的阶数，而H +扩散得多。 也发现离子扩散主要在NWS的表面上发生，因为金属触点可以有效地阻挡离子扩散。 这种可视化离子分布的新方法预计将应用于在广泛的材料中研究离子扩散，在相变电子和能量存储应用中提供关键见解。

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