中国の科学技術大学二酸化バナジウム相転移の非接触水素化が進んでいる

二酸化バナジウムは強い相関が広い応用の見通し遷移金属酸化物材料を有し、最も注目すべき特徴は、ときに68℃絶縁4または5を有するためである - 。VO2電機能の様々な金属相転移性密接にその位相変化に関連しますが、実用的なアプリケーションの主要なボトルネックの問題になるため、比較的高い相転移温度。相転移微視的メカニズムの詳細な研究を通して、その実際の推進、規制の相転移の相転移温度を低下させる効果的な方法を模索していますなぜなら、その小さな原子半径の大きな意義。水素原子のアプリケーションを効率的に電子格子内に実装することができ、標的相変態を制御するために、VO2をドープした。従来の高温水素添加貴金属触媒、国立シンクロトロン放射光実験室の方法で、中国科学技術大学マイクロスケールの研究グループZouchongウェンと江6月科学国立研究所の研究グループは、絶縁からVO2薄膜を実現 - 金属 - 絶縁三の段階が順次相転移であり、VO2を充填する水素化誘起電子伝導帯ドープ明らかにする(Phys。Rev. B 96、2017、125130)しかし、従来の水素化ドーピング技術は、高いエネルギー消費、例えば温度および圧力の条件に依存しており、高価な貴金属触媒、及び水素化触媒金属後の材料の表面に障害水素化物相変化材料VO2制御及びアプリケーションになるこれらの欠点を除去することも困難で堆積されます。

最近、研究者は、材料を水素化温和な条件下で非常に低いコストを達成するために、VO2のドーパント材料への金属吸着駆動プロトン酸溶液を用い「点の発明を実施し、貴金属触媒水素化の温度調節相転移VO2従来の方法を破ります鉄を水素に変換する技術。

酸溶液を周囲条件で含むVO2酸化物、を含む、腐食に対して最も敏感であり、したがって、水素化酸化物材料のための水素の酸源として使用することができない。研究者が実験、金属は、適切な仕事関数を有することを見出しましたVO2酸性溶液に接触させる薄膜および粒子が、VO 2薄膜は、非常に高速な拡散効果、それは迅速に相変化プロセスを同時に誘起相転移を水素化するだけでなく、腐食性酸であり、非常に小さい、したがってのみ明らかに、この現象の背後にある理論により予測点Tiecheng水素「効果の同様の「ミダス」」を達成するように、2インチ直径VO2エピタキシャル薄膜メタライゼーションおよび耐食性を行うことができ、電子金属粒子(直径1ミリメートル) - 金属およびVO2ようときに低仕事関数金属コンタクトVO2高仕事関数プロトン協調機構をドープ、自発的にVO2に注入された電子は、理由は静電誘導効果により、プロトン酸は、VO2に引き込まれます。その結果、酸素欠損が大きく、それによって、例えばAl、Zn系などの低い仕事関数金属は、注入し続けることができる場合、に基づいて金属化されたVO2中の酸の腐食を防止し、向上させることが可能に形成されています電子と陽子が多くなり、新しい価電子帯に電子が充填されて新しい絶縁状態が形成され、順番に絶縁から金属絶縁への相転移が達成されます。

電子プロトンドーピング戦略は、酸性溶液、金属粒子およびVO2に単に接触させることによって、本質的な絶縁状態 - 金属状態 - 新しい絶縁状態の3状態調整を、互換性のある従来の環境道ドーピング、また電子相乗効果の研究にプラスの影響を持つことができます。規制の変更は、ドーピングがベースの電子の最も効果的な方法の一つである材料物理、化学、材料科学、の焦点となっています - ドーピング戦略のイオン、さらにリチウムイオンをドープ達成され、VO2の相転移挙動の調節はさらにポリシーことが見出された - プロトン協調原理をドーピング、研究者酸溶液は、電子膨張へのリチウムイオンで置換しましたTiO2などの酸化物材料のより多くのドーピング水素化が実証され、高温、高圧、および貴金属によってしばしば触媒されるこのドーピング技術の普遍性が確認されている研究所は、ドーピングモードの従来のマイルドな環境とのより良い互換性を開発し、操作は非常に簡単で低コストで、新しい機能材料とデバイスの開発と基本理論の発展を促進する重要。

「ネイチャー - 通信」に掲載された関連研究、博士課程の学生陳ゆう食品は、客員研究員王趙は共同筆頭著者、准教授ゾウ崇文、若者の国家重点基礎研究プログラム別の研究の教授江6月相当の著者でした。科学者特別企画、中国国立自然科学財団、中央大学基礎研究基金、中国科学アカデミー青年革新推進協会などがあります。

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