Titre :

Influence of ion implantation on the charge storage mechanism of vanadium nitride pseudocapacitive thin films

Auteur(s) :

Le Calvez, Etienne [Auteur]
Institut des Matériaux Jean Rouxel [IMN]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Yarekha, Dmytro [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN [CMNF - IEMN]
Fugere, Laurent [Auteur]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Centrale de Micro Nano Fabrication - IEMN [CMNF - IEMN]
Robert, Kévin [Auteur]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Huvé, Marielle [Auteur]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Marinova, Maya [Auteur]
Unité de Catalyse et Chimie du Solide - UMR 8181 [UCCS]
Crosnier, Olivier [Auteur]
Institut des Matériaux Jean Rouxel [IMN]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Lethien, Christophe [Auteur]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]
Institut d’Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie - UMR 8520 [IEMN]
Circuits Systèmes Applications des Micro-ondes - IEMN [CSAM - IEMN ]
Brousse, Thierry [Auteur]
Institut des Matériaux Jean Rouxel [IMN]
Réseau sur le stockage électrochimique de l'énergie [RS2E]

Titre de la revue :

Electrochemistry Communications

Pagination :

107016

Éditeur :

Elsevier

Date de publication :

2021-04

ISSN :

1388-2481

Mot(s)-clé(s) en anglais :

Vanadium nitride
Thin film
Pseudocapacitance
Ion
implantation
Micro-supercapacitor

Discipline(s) HAL :

Physique [physics]/Matière Condensée [cond-mat]/Science des matériaux [cond-mat.mtrl-sci]

Résumé en anglais : [en]

The influence of microstructural or structural defects is seldom investigated in pseudocapacitive electrodes. Indeed, most of the synthesized materials do present defects at every scales which contribute to the improvement ...
Lire la suite >The influence of microstructural or structural defects is seldom investigated in pseudocapacitive electrodes. Indeed, most of the synthesized materials do present defects at every scales which contribute to the improvement of the charge storage. In this study VN thin films were deposited by reactive magnetron sputtering. The as-deposited VN films were compared with similar films implanted with arsenide cations (As+) with energies ranging from 20 keV up to 150 keV. The influence of the ionic implantation on the structure and microstructure of the pristine films was characterized by several techniques. The initial curing of the internal stress of as-deposited VN films observed for low implantation energies was lost with increasing implantation energy. Concomitantly, the electrochemical behaviors of the VN films were investigated. All the VN films show a pseudocapacitive behavior at 2 mV.s−1. At low scan rates, the as-deposited film exhibits the highest areal capacitance (45 mF.cm−2) which drastically decreases upon increasing the scan rate. Only 30% of the initial capacitance is maintained at 100 mV.s−1. Despite lower capacitances at 2 mV.s−1, As+ implanted VN films exhibit better capacitance retention in the same conditions, i.e. up to 65% of the initial capacitance is maintained at 100 mV.s−1. The contributions coming from surface and subsurface reactions have been determined which enable to propose possible origins for the changes occurring in charge storage mechanisms upon ion implantation.Lire moins >

Langue :

Anglais

Comité de lecture :

Oui

Audience :

Internationale

Vulgarisation :

Non

Projet ANR :

Laboratory of excellency for electrochemical energy storage

Collections :

• Institut d'Électronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN) - UMR 8520

Source :

Harvested from HAL