- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
能否通过在宽带隙半导体ZnO中掺杂过渡金属来引入长程铁磁性？
摘要： 本报告系统研究了过渡金属（TM=Fe或Cu）掺杂ZnO及共掺杂（Cu,Fe）ZnO纳米颗粒的磁行为。所有样品在低温下均呈现类反铁磁性的逆磁化率。随着TM离子浓度增加，所有样品的反铁磁居里-外斯温度TAFM升高，表明TM掺杂增强了反铁磁关联。我们观察到约100-150K温度（T）区间存在从反铁磁关联态向铁磁关联态的转变。我们将通过氧空位作用、过渡金属离子价态、束缚磁极化子（BMP）的形成与相互作用及其在ZnO基质中的解离来解释所有实验现象。尽管根据逆磁化率数据，所有样品在室温附近都呈现铁磁关联，但在最低测量温度5K下仍未观测到真正的铁磁长程有序转变。研究表明：在宽禁带半导体ZnO基质中，随着温度降低形成的束缚磁极化子会因过渡金属掺杂引发的超交换作用产生反铁磁关联，这导致实现铁磁长程有序存在困难。
关键词： 稀磁半导体、束缚磁极化子、反铁磁性、过渡金属掺杂、氧化锌、铁磁性
更新于2025-09-23 15:21:21
-
过渡金属掺杂尖晶石结构纳米片的能级工程实现高效全解水
摘要： 解开过渡金属掺杂对原生尖晶石结构纳米片析氢/析氧性能影响的机制仍是一项重大挑战。本研究构建了一系列包裹空心氮掺杂碳多面体的尖晶石结构纳米片，并在表面刻意引入了过渡金属掺杂域。理论研究表明，通过直接调控过渡金属掺杂工程可精细调节其能级。以Fe掺杂NiCo2O4纳米片包裹空心氮掺杂碳多面体（Fe-NiCo2O4@HNCP）为原型，该材料展现出卓越的双功能电催化性能：超低过电位（析氧反应η=270 mV，析氢反应η=84 mV）、低塔菲尔斜率（析氧反应b=42 mV·dec?1，析氢反应b=47 mV·dec?1）及优异耐久性。性能提升源于电子转移能级匹配的协同效应，以及部分电荷离域诱导的丰富活性位点通过热力学和动力学加速促进反应物吸附。该工作为通过能级调控设计高活性、高稳定的过渡金属掺杂电催化剂以实现高效全水分解开辟了新途径。
关键词： 能级工程、水分解、电催化剂、尖晶石结构纳米片、过渡金属掺杂
更新于2025-09-04 15:30:14