China University of Science and Technology nicht-katalytische Hydrierung von Vanadiumdioxid-Phasenübergang ist ein Fortschritt

Vanadiumdioxid ist eine starke Korrelation breite Anwendungsperspektiven Übergangsmetalloxid Materialien hat, das bemerkenswerteste Merkmal ist die Reihenfolge von vier oder fünf aufweist, wenn isolierenden ℃ 68 -. Verschiedene Metallphasenübergangseigenschaft der photoelektrischen Eigenschaften VO2 in engen Zusammenhang mit seiner Phasenänderung ist, aber seine relativ hohe Phasenübergangstemperatur ein wichtiges Engpass Probleme bei praktischen Anwendungen zu werden. durch eingehende Untersuchung des Phasenübergangs mikroskopischen Mechanismus, und erforschen wirksame Möglichkeiten die Regelungsphasenübergangsphasenübergangstemperatur der Förderung seines tatsächlichen zu reduzieren Anwendung von großer Bedeutung. Wasserstoffatom wegen seines geringen Atomradius effizient in das elektronische Gitter realisiert werden kann VO2 dotiert ist, die Zielphasenumwandlung zu steuern. durch das Verfahren des herkömmlichen Hochtemperatur-Hydrierung Edelmetallkatalysators, Labors nationalen Synchrotronstrahlung, Universität für Wissenschaft und Technologie von China mikroskaligen Studiengruppe Zouchong Wen und Jiang Juni Sciences nationale Forschungszentrum Studiengruppe umgesetzt VO2 Dünnschichten aus der Isolation - Metall - Isolierung drei Stufen sequentiell Phasenübergang und dotierte enthüllt Band Elektronenleitung hydrierte induzierte Füllung VO2 Mechanismus Stufe (Phys. Rev. B 96, 2017 125.130). jedoch beruhen die herkömmlichen Dotierungstechniken bei der Hydrierung von Hochenergiebedingungen, wie Temperatur und Druck, und die Notwendigkeit wurden Hindernis Hydrid Phasenwechselmaterial VO2 Steuerung und Anwendungen zu teueren Edelmetallkatalysatoren, und die Oberfläche des Materials nach der Hydrierung katalytischem Metall ist auch schwierig, abgeschieden, diese Nachteile zu beseitigen.

Kürzlich haben Forscher Edelmetalls katalytische Hydrierung Temperaturregelungs-Phasenübergang VO2 herkömmlichen Verfahren durchbrechen, implementiert Metall Adsorption getriebenen Protonensäurelösung in die Dotiermaterialien VO2 unter Verwendung von extrem niedrigen Kosten unter milden Bedingungen hydriert Materials zu erreichen, die Erfindung der ‚Punkte Tiecheng Wasserstoff ‚Technologie.

Säurelösung am meisten anfällig für Korrosion ist, einschließlich der VO2 Oxid umfasst, bei Umgebungsbedingungen und kann daher nicht als die Säure Wasserstoffquelle für die Wasserstoffbehandlungs Oxidmaterial verwendet werden kann. Die Forscher fanden, dass der Versuch, ein Metall mit einem geeigneten Arbeitsfunktion VO2 Dünnschichten und Partikel in Kontakt mit der Säurelösung, Dünnfilm VO2 ist nicht nur korrosive Säure, wird es schnell gleichzeitig induzierten Phasenübergang des Phasenänderungsprozesses ist extrem schnell Diffusionseffekte hydriert werden und somit nur ein sehr klein elektronische Metallteilchen (Durchmesser 1 mm) kann zwei Zoll Durchmesser VO2 epitaktische Dünnschicht-Metallisierung und die Korrosionsbeständigkeit machen, so ähnlich wie ‚Midas‘ ‚von Punkt Tiecheng Wasserstoff‘ -Effekt durch die Theorie hinter diesem Phänomen vorhergesagt zu erreichen, ergab - Dotierung protonen kooperativer Mechanismus, wenn eine niedrige Arbeitsfunktion Metallkontakte VO2 hohe Austrittsarbeit, Elektronen spontan in VO2 injiziert wird, aufgrund des statischen Induktionseffektes, wird die Protonensäure in das VO2 gezogen werden, so daß die Metallisierung und VO2. so dass Sauerstofffehlstelle wird gebildet stark verbessert werden, wodurch die Korrosion der Säure in VO2 verhindert wurde auf der Grundlage von metallisiert worden ist, wenn eine niedrigere Arbeitsfunktion Metall wie Al, Zn und dergleichen, weiter zu injizieren Mehr Elektronen und Protonen, so dass die Elektronen in die Oberseite des Valenzbands der neuen Form neu isolierenden Zustand geladen ist, aus einem Dielektrikum - Metall - Isolierung drei Stufen sequentiell Phasenübergang.

Die Elektron-Proton-Dotierungsstrategie erreicht die intrinsische Isolationszustand-Metallzustand-Neu-Isolationszustand-Dreizustandseinstellung durch einfaches Inkontaktbringen der Säurelösung, der Metallpartikel und des VO2 nicht nur mit einer kompatiblen herkömmlichen Umgebung Die Doping-Methode kann sich auch positiv auf die Erforschung elektronischer Synergien auswirken. Die Modifikation des Materials steht im Mittelpunkt der physikalischen, chemischen und materialwissenschaftlichen Forschung, in der Doping eine der effektivsten Methoden ist - Proton-Doping-Prinzip, die Forscher werden durch saure Lösung von Lithium-Ionen ersetzt werden, erweitert in die Elektron-Ion-Co-Dotierung-Strategie, die gleiche Lithium-Ionen-Dotierung und die Regulierung der VO2 Phasenübergang Verhalten Eine weitere Dotierungshydrierung von Oxidmaterialien wie TiO2 wird demonstriert, was die Universalität dieser Dotierungstechnik bestätigt, die oft durch hohe Temperaturen, hohen Druck und Edelmetalle katalysiert wird Das Institut entwickelt eine bessere Kompatibilität mit konventionellen milden Umgebung des Doping-Modus, und der Betrieb ist sehr einfach und kostengünstig, die Entwicklung neuer funktioneller Materialien und Geräte und die Entwicklung der grundlegenden Theorie zu fördern Wichtig.

Relevante Forschungsergebnisse veröffentlicht in der "Nature - Communications", Doktorand Chen Yu-Korn, besuchen Gelehrter Wang Zhao Wu als Co-Autor, Associate Forscher Zou Chongwen, Professor Jiang Jun als der Autor dieser Studie war die nationale Schlüssel grundlegende Forschung und Entwicklung für junge Menschen Spezielle Projekte von Wissenschaftlern, NSFC, Spezialfonds für die Grundlagenforschung von Zentraluniversitäten und die Förderung des chinesischen Verbandes für Jugendinnovation.

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