Le batterie agli ioni di litio (LIB) sono ampiamente utilizzate per i prodotti quotidiani della nostra vita, come le auto ibride, cellulare, ecc. ma il loro processo di carica/scarica non è ancora completamente compreso. Per comprendere il processo, comportamenti degli ioni di litio, distribuzione e composizione chimica e stato, dovrebbe essere rivelato. Un gruppo di ricerca dell'Istituto per le scienze molecolari ha osservato che il microscopio a raggi X a trasmissione a scansione (STXM) può essere una tecnica potente per eseguire la spettroscopia di assorbimento dei raggi X (XAS) con un'elevata risoluzione spaziale.

Utilizzando il bordo di assorbimento di un elemento specifico, si può ottenere lo stato chimico bidimensionale di un campione. Per analizzare il litio con STXM, il limite di assorbimento Li K (55 eV) nella regione a bassa energia rende difficile misurare l'XAS a causa della mancanza di un elemento ottico adeguato e delle tremende armoniche di ordine superiore da un monocromatore che contaminano l'XAS. Perciò, una piastra di zona filtrante passa basso (LPFZP), un elemento ottico di focalizzazione dell'STXM, è stato sviluppato per superare questi problemi. L'LPFZP utilizza silicio di 200 nm di spessore come substrato della piastra di zona e il substrato funziona come filtro passa-basso sopra i 100 eV utilizzando Si L _{2, 3} bordi.

L'ottica ibrida dell'LPFZP può sopprimere le armoniche superiori senza installare un componente ottico aggiuntivo nell'STXM. Di conseguenza, l'STXM con LPFZP sopprime le armoniche di ordine superiore fino allo 0,1% di un'intensità originale e consente di misurare gli spettri XAS del Li K-edge. Quindi la risoluzione spaziale è stata stimata in 72 nm.

È stato analizzato un campione di sezione sottile di un elettrodo di prova del LIB. Il campione è fatto di Li ₂ CO ₃ mediante un processo di focalizzazione del fascio di ioni. L'immagine STXM a 70 eV e gli spettri XAS Li K-edge sono mostrati in Fig. 2 (a) e 2 (b), rispettivamente. Gli spettri XAS sono ottenuti con successo dalle regioni indicate dai cerchi in Fig. 2 (a).

Per comprendere il comportamento del litio nel LIB è necessario migliorarne le prestazioni, a quel punto STXM con LPFZP sarà utile per analizzare il litio ad alta risoluzione spaziale.