没有时间表面电荷：体导电性如何掩盖接触电荷 KPFM 中的电荷模式
软凝聚态物质
2025-02-19 v1
摘要
Kelvin 探针力镜 microscopy (KPFM) 是研究接触电化学的强大工具，通过微小的探针对转移电荷导致的电压进行成像。它已被用于专注于寻找转移电荷图案（例如异质性）的静止研究，也被用于动态研究以理解电荷如何逸出。然而，我们指出，除最佳绝缘体之外，电荷动力学太快，以至于静止研究中找到的图案无法具有意义。我们构建了一个定制系统，能够快速（约 30 秒）将样本从接触充电装置转移到原子力显微镜 (AFM)。对于处于“良好绝缘体”下限的材料，我们观察到的电势衰减时间短于典型 KPFM扫描时间（约 10 分钟）。我们发展了一个最小模型来解释这种衰减，基于体导电性，并表明测量的尺度与该模型的预测一致。为排除表面导电性，我们进行了使用宏观方法的扫描式 Kelvin 探针显微镜的额外实验。我们的结果凸显了动态与静止研究在接触电化学表面上的一个重要但被广泛忽视的考虑因素，表明后者，例如电荷异质性，未曾被认为如此普遍。
引用
@article{arxiv.2502.12718,
title = {No time for surface charge: how bulk conductivity hides charge patterns from KPFM in contact-electrified surfaces},
author = {Felix Pertl and Isaac C. D. Lenton and Tobias Cramer and Scott Waitukaitis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.12718},
year = {2025}
}