MARC

 008260126s2023        us                              c    eng  d
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■040    ▼aMiAaPQ▼cMiAaPQ
■0820  ▼a500
■1001  ▼aChaikasetsin,  Settasit.
■24510▼aThin  Film  Applications  for  Energy  Storage
■260    ▼a[Sl]▼bStanford  University▼c2023
■260  1▼aAnn  Arbor▼bProQuest  Dissertations  &  Theses▼c2023
■300    ▼a221  p
■500    ▼aSource:  Dissertations  Abstracts  International,  Volume:  86-12,  Section:  B.
■500    ▼aAdvisor:  Prinz,  Friedrich.
■5021  ▼aThesis  (Ph.D.)--Stanford  University,  2023.
■520    ▼aRenewable  technology,  a  solution  to  many  global  warming  problems,  has  been  developed  in  recent  decades  and  progressing  rapidly;  however,  its  global  adoption  rate  is  still  limited  mainly  because  of  energy  storage  sources.  To  replace  fossil  fuels,  we  need  to  improve  the  energy  and  power  densities  of  alternative  storage  technologies  to  be  competitive.  By  employing  thin  film  techniques,  particularly  based  on  atomic  layer  deposition  (ALD),  one  can  shorten  the  transport  length  for  improved  kinetics  and  better  ability  to  withstand  higher  applied  electric  fields  for  energy  storage  devices.First,  in  this  work,  a  nanoscale  protective  ALD  coating  layer  for  the  Li-ion  battery  cathode  to  enhance  battery  durability  is  introduced.  The  coating  needs  not  only  protect  the  battery  against  numerous  degradation  mechanisms  but  also  exhibit  sufficiently  high  ionic  and  electronic  conductivities.  Many  ALD-deposited  metal  oxide  films,  including  Ti,  Nb,  W,  V,  Zr,  and  Li,  are  explored  and  ranked  according  to  their  conductivities,  resulting  in  Li-V-O  coating  with  minimal  Nb-doping  as  the  best  candidate.Secondly,  an  energy  storage  device  with  nanoscale  thin  film  in  a  heterostructure  form  is  often  subjected  to  high  applied  current  or  voltage,  leading  to  high  thermal  loading,  which  can  cause  device  failure  due  to  thermal  expansion  mismatch.  Therefore,  we  introduce  atomic  force  microscopy  with  the  harmonic  Joules  heating  method  to  probe  thermal  expansion  coefficients  in  nanoscale  thin  films.  We  apply  such  techniques  with  a  varying  aspect  ratio  pillar  micropattern  to  reveal  anisotropy  in  thermal  expansion  in  poly(methyl  methacrylate)  for  the  first  time.Finally,  we  explore  a  new  kind  of  energy  storage/transport  device  by  adopting  a  metal-insulator-semiconductor  (MIS)  architecture.  Guided  by  density  functional  theory,  the  ALD  dielectric  with  high  breakdown  strength  and  high  aspect  ratio  structure  enable  the  application  of  high  electric  fields,  which,  in  turn,  may  induce  topological  electronic  states.  We  observed  unconventional  current-voltage  behavior,  including  current  spikes  much  larger  than  the  capacitive  current  at  low  voltages  and  an  inverse  scaling  of  maximum  current  densities  with  area,  indicating  high  energy  density  behavior.  These  effects  could  only  be  seen  in  MIS  capacitors  and  not  in  metal-insulator-metal  (normal)  capacitors.  In  addition,  simulations  indicated  that  classical  bulk  and  surface  leakage  currents,  as  well  as  tunneling  currents,  cannot  explain  the  observed  behavior.These  efforts  demonstrate  how  thin  film  applications  may  be  crucial  for  future  energy  storage  technologies.
■590    ▼aSchool  code:  0212.
■650  4▼aPlasma
■650  4▼aThin  film  coatings
■650  4▼aEnergy  storage
■650  4▼aSpectrum  analysis
■650  4▼aCondensed  matter  physics
■650  4▼aMaterials  science
■650  4▼aAlternative  energy
■690    ▼a0794
■690    ▼a0611
■690    ▼a0363
■71020▼aStanford  University.
■7730  ▼tDissertations  Abstracts  International▼g86-12B.
■790    ▼a0212
■791    ▼aPh.D.
■792    ▼a2023
■793    ▼aEnglish
■85640▼uhttp://www.riss.kr/pdu/ddodLink.do?id=T17357127▼nKERIS▼z이  자료의  원문은  한국교육학술정보원에서  제공합니다.

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