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oe1(光电查) - 科学论文

108 条数据
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  • 结构钉扎单斜外延VO?薄膜的空位驱动稳健金属性

    摘要： 二氧化钒（VO?）是一种具有3d电子的强关联材料，其表现出受温度驱动的绝缘体-金属相变并伴随晶体对称性的改变。值得注意的是，即使化学计量比诱导的轨道占据发生微小变化，也会显著影响该体系的电导率。本研究报道了通过调控电子关联作用，成功将外延单斜相VO?薄膜从常规绝缘态转变为永久金属态。这些超薄（约10纳米）外延VO?薄膜以赝形方式生长于NiO(111)/Al?O?(0001)衬底上，其中NiO与Al?O?间的巨大晶格失配通过域匹配外延法完全释放。通过在高温（450℃）和超高真空（约5×10??托）条件下退火注入氧空位（x≈0.20±0.02），实现了从绝缘相到永久金属相的完全转变。系统引入的氧空位将部分V??转化为V3?并产生未配对电子电荷，从而在费米能级附近形成施主态。通过拉曼光谱对振动模式的详细研究表明：真空退火后的VO?薄膜中V-V振动模式硬化且V-V二聚体趋于稳定，这为单斜相的稳定存在提供了确凿证据。最终导致氧缺陷VO??薄片中自由电子得以高效传输，从而在室温下呈现金属特性?；谡庑┓⑾郑颐翘岢鐾ü刂蒲蹩瘴唤腥毕莨こ痰骺氐耐揪?，以实现外延单斜相VO?电学与光学性能的可调谐性。

    关键词： 缺陷工程，氧空位，金属性，莫特转变，金属单斜相二氧化钒，电荷掺杂

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • g-ZnO层和w-ZnO(0001)面上的CO与H2活化

    摘要： 类石墨烯氧化锌（g-ZnO）纳米结构（NSs）和薄膜在Au(111)基底上制备，并将其对CO和H2的反应活性与纤锌矿氧化锌（w-ZnO）(0001)单晶进行对比。采用近常压扫描隧道显微镜（NAP-STM）、X射线光电子能谱（XPS）和密度泛函理论（DFT）计算研究了CO/H2与不同类型ZnO表面的相互作用及反应。发现w-ZnO(0001)表面对CO和H2的反应活性比g-ZnO/Au(111)表面更显著。CO氧化主要发生在w-ZnO(0001)的边缘位点和g-ZnO NSs与Au(111)的界面处，而Au(111)上的g-ZnO薄膜在600 K以下呈现惰性。类似地，w-ZnO(0001)表面可在300 K解离H2并伴随显著的表面重构，而Au(111)上的g-ZnO在300 K对H2活化呈现惰性。DFT计算表明ZnO表面对CO的反应活性与氧空位形成能（EOvf）相关，后者又与向晶格氧原子的电荷转移或表面极性有关。

    关键词： 一氧化碳氧化、近常压扫描隧道显微镜、氧化锌、X射线光电子能谱、表面极性、氧空位

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 原位法制备含氧空位BiOI光阴极：解析光电解系统中的氮气还原行为

    摘要： N2在催化剂表面的吸附与活化是光电化学（PEC）氮还原过程中的主要难题。本研究报道了一种简便的原位方法制备具有氧空位（OVs）的本征BiOI（I-BiOI）光阴极（R-BiOI），并首次成功将其选为理解PEC氮还原体系中氧空位作用机制的模型基质。通过Mott-Schottky曲线和光电化学阻抗谱（PEIS）结果深入揭示了载流子浓度/路易斯碱/活性位点与氧空位之间的关联，同时线性扫描伏安法（LSV）数据进一步证实了R-BiOI光阴极对活性N2的选择性。由BiVO4光阳极与R-BiOI光阴极串联构建的体系实现了约1.4 mmol/m2/h的理想氨产率，分别是I-BiOI（1.1 mmol/m2/h）和Pt（0.48 mmol/m2/h）的1.3倍和2.9倍。我们的发现初步阐明了太阳能-电子-氨转化的作用机制，并为绿色固氮提供了潜在的新途径。

    关键词： 活性位点、路易斯碱、氧空位、碘氧化铋（BiOI）、光电化学（PEC）固氮

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • [2018年IEEE ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM联合会议（IFAAP）- 广岛（2018.5.27-2018.6.1）] 2018年IEEE ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM联合会议（IFAAP）- 通过施加电压扫描的累积循环控制BaTiO?薄膜漏电流以实现ReRAM或神经形态应用

    摘要： 我们发现了一种新现象：通过改变施加在薄膜电容器上的电压扫描累积循环次数，BaTiO3（BTO）薄膜的漏电流会出现大幅变化，本研究中观测到的最大变化比率达到10^7至10^9。这些漏电现象被认为与多个因素相关，例如BTO薄膜厚度、氧空位浓度、偏置电压、扫描速率等——因为载流子电子在氧空位中的俘获/释放过程会形成取决于其速率和浓度的竞争关系。这些结果表明，通过设计特定的电压扫描序列或方案可以调控漏电流，从而使其适用于阻变存储器（ReRAM）或神经形态计算应用。

    关键词： ReRAM（阻变随机存取存储器）、漏电流、阻变特性、BaTiO3（钛酸钡）、氧空位

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 铁掺杂SrTiO<sub>3</sub>界面处电场诱导氧空位迁移导致的局部结构变化

    摘要： 我们采用二次谐波（SHG）与光致发光（PL）联用技术，研究了直流电压作用下还原态与氧化态掺铁钛酸锶（Fe:STO）电极界面的结构变化。研究表明氧空位缺陷对肖特基结界面耗尽区的局部电学与结构特性起决定性作用。SHG结果显示：低电场条件下，直流电场分别驱使氧离子和空位向阳极与阴极方向迁移，该过程在局部界面耗尽区形成由Fe-Ti-O键伸缩与弯曲描述的电致伸缩畸变。通过分析氧化态与还原态晶体界面的电场诱导二次谐波（EFISHG）响应差异，我们阐释了局部氧空位浓度、动力学特性及其对各界面肖特基势垒高度与耗尽区宽度的影响机制，相关结论得到PL测量结果进一步验证。氧离子向Fe:STO表面迁移会增强带隙内受主态的荧光强度。本研究表明SHG与PL技术能有效解析钙钛矿型电子陶瓷中直流电场与离子缺陷迁移导致的介电击穿过程及器件失效根源。

    关键词： 光致发光、氧空位、电陶瓷、二次谐波产生

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 通过空位工程促进电荷分离以增强BiOCl的可见光驱动光氧化作用

    摘要： 电子-空穴对的分离对半导体光催化过程具有重要影响。本研究通过重构疏水性小尺寸BiOCl纳米片，制备了含氧空位(BiOCl-OVs)的BiOCl纳米片。瞬态光响应和电子自旋共振(ESR)结果表明，氧空位可通过捕获光生电子促进载流子分离。光电流响应及活性氧物种?O2-和?OH的ESR测试证实，由于电荷分离效率提升和宽光谱吸收，产生了更多光生载流子。因此，BiOCl-OVs表现出增强的NO去除光催化性能。本研究阐明了构建空位对提升光催化性能的重要性。

    关键词： 氧空位、电荷分离、BiOCl、NO去除、光催化

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 含氧空位BiOBr微球对四环素的去除：吸附与光催化的协同作用

    摘要： 通过简单的溶剂热法合成了具有吸附-光催化双功能的含氧空位BiOBr微球。采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电子顺磁共振波谱(EPR)和紫外-可见漫反射光谱(DRS)对样品进行表征。与无缺陷BiOBr微球相比，含氧空位的BiOBr微球对四环素(TC)表现出更高的吸附和光催化活性。经过30分钟吸附和90分钟可见光照射后，含氧空位BiOBr微球可去除约94%的TC，且在pH值3.1至11.00的宽范围内均保持高效去除效果。几乎所有无机阴离子（如Cl?、SO?2?、PO?3?、CO?2?和NO??）都会抑制BiOBr微球对TC的去除，其抑制作用强弱顺序为：PO?3? > SO?2? > CO?2? > Cl? > NO??。表面羟基对TC吸附无影响，BiOBr对TC的吸附主要通过阴离子交换过程实现。氧空位的存在促进了超氧自由基(O???)的生成，该自由基是BiOBr悬浮液中降解TC的主要活性氧物种。经过三个循环后，含氧空位BiOBr的吸附和光催化性能因表面络合物的形成而出现不同程度下降。

    关键词： 机制、光催化、氧空位、吸附、BiOBr微球、四环素

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • (010)晶向β-Ga?O?上的氧化金属肖特基接触

    摘要： 在(010)β-Ga2O3单晶衬底上通过O2:Ar等离子体反应射频溅射法制备了氧化态Ir、Pd、Pt、Ag和Au肖特基接触(SCs)。采用原位氧化条件使所有研究金属形成的SCs均具有超过2.0 eV的超高整流势垒，较相应纯金属版本提升0.4至0.9 eV。纯金属与氧化态金属SCs均呈现费米能级钉扎现象，其横向均匀的势垒高度分别集中在约1.3-1.5 eV和2.2-2.4 eV的狭窄范围内，且与金属功函数相关性较弱。这分别归因于金属诱导的氧空位和SC界面处带隙态的影响。氧化态SCs的超高位垒使其在180°C下仍保持约10个数量级的整流特性，展现出该技术在制备高温单极器件方面的潜力。

    关键词： 金属诱导能隙态、费米能级钉扎、氧空位、半导体界面、肖特基二极管

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 具有氧空位的纳米纺锤状In2O3分级结构的超快甲醇传感性能

    摘要： 采用简化的溶剂热法成功制备出独特的纳米纺锤状In2O3分级结构。通过SEM、TEM和XRD对所得产物的微观形貌与晶体结构进行了表征。形貌分析表明，该纳米纺锤状In2O3分级结构由大量有序纳米棒组成。研究还考察了样品的光学性能，证实合成产物中存在大量氧空位。将所制得的纳米纺锤状In2O3分级结构用于甲醇气体检测，详细讨论了自制传感器的传感性能，该传感器展现出卓越的甲醇传感性能（尤其是超快响应时间<1秒）。同时探讨了其传感机理。本研究为基于该纳米纺锤状In2O3分级结构制造低成本、高性能的甲醇传感器提供了可能。

    关键词： 氧空位、甲醇传感性能、分级结构、纳米纺锤状In2O3

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • Zn掺杂SnO2花状微粒的室温铁磁性与形貌演变

    摘要： 我们报道了未掺杂和锌掺杂花状微粒的生长情况，这些微粒由一端聚集的二氧化锡针状纳米颗粒（NPs）构成。纳米颗粒通过水热法合成。在锌掺杂作用下，纳米颗粒的形貌逐渐从截角棒状转变为尖锐针状。这种形貌演变归因于纳米颗粒晶面表面自由能的增加以及生长前沿方向的改变。未掺杂样品表现出极低的磁化强度，这源于单正电荷氧空位；而锌掺杂样品则因锡位点（ZnSn）中的锌原子呈现铁磁有序排列。在还原气氛下进行热处理会导致过量氧空位产生，从而降低磁化强度，这证明锌掺杂二氧化锡纳米颗粒中的铁磁性源自ZnSn缺陷和八面体配位的氧原子。

    关键词： 磁化强度、氧空位、二氧化锡纳米颗粒、形貌、锌掺杂

    更新于2025-09-23 15:22:29