Vanadiumdioxid ist ein stark assoziiertes Übergangsmetalloxidmaterial mit einer breiten Palette von Anwendungsaussichten.Das bemerkenswerteste Merkmal ist, dass es vier bis fünf Größenordnungen des Isolationsmetall-Phasenübergangsbei 68 ° C aufweist 2Alle Arten von photoelektrischen Eigenschaften sind eng mit seinem Phasenübergang verbunden, aber seine relativ hohe Phasenübergangstemperatur hat sich zu einem wesentlichen Engpass bei der praktischen Anwendung entwickelt.Er hat durch eingehende Untersuchung seines phasenveränderungsmikroskopischenMechanismus effektive Phasenänderungskontrollverfahren untersucht, um die Phasezu reduzieren. Die variable Temperatur ist von großer Bedeutung, um ihre praktische Anwendung zu fördern.
Wasserstoffatome können aufgrund ihres kleinen Atomradius effektiv in VO eingehen 2Gitter für elektronische Dotierung der Zweck der Regelung Phasenübergang mit der klassischen Methode der Hochtemperatur-katalytische Hydrierung von Edelmetallen National Synchrotron Radiation Laboratory Zou Chongwen Research Group, University of Science and Technology of China und der National Research Center for Advanced Science an Mikroskalige Research Group in Jiang Juni Stimme 2Der dreiphasige sequentielle Phasenübergang von der Isolator-Metall-Isolierung wird in dem Film realisiert, und das wasserstoffinduzierte elektronendotierte Füll-VO wird aufgedeckt. 2Leitungsbandmechanismus (Phys. Rev. B 96, 2017 125.130) Energieniveau. Jedoch ist die herkömmlichen Dotierungstechniken stützen sich auf der Hydrierung von Hochenergiebedingungen, wie Temperatur und Druck, sie teuren Edelmetallkatalysator benötigen, und hydrierten nach Das auf der Oberfläche des Materials abgeschiedene katalytische Metall ist ebenfalls schwierig zu entfernen, und diese nachteiligen Faktoren werden durch VO eingeschränkt 2Materialhydrierung Phasenwechselregulierung und Anwendungsbarrieren.
Kürzlich haben Forscher die katalytische Hydrierung von Hochtemperatur-Edelmetallen zur Regulierung von VO durchbrochen 2Die traditionelle Methode der Phasenumwandlung erreicht die Verwendung von Metalladsorption, um Protonen saurer Lösungen in VO zu treiben 2Das Material erreicht die Hydrierung von Materialien zu sehr niedrigen Kosten unter milden Bedingungen und erfindet die Technologie der "Ein-Punkt-Wasserstofferzeugung".
Säurelösung korrodiert leicht einschließlich VO 2Die meisten der Oxide im Inneren, so dass die Säure nicht als Wasserstoffquelle bei der Hydrierung von Oxidmaterialien bei Raumtemperatur und Druckbedingungen verwendet werden kann.Im Experiment fanden die Forscher, dass die Metallpartikel und VO eine geeigneteArbeitsfunktion haben. 2Nach dem Kontakt mit dem Film in die Säurelösung, VO 2Der Film wird nicht nur durch die Säure korrodiert, er wird schnell hydriert und induziert eine Phasenänderung.Dieser Phasenänderungsprozess hat einen extrem schnellen Diffusionseffekt, so dass nurzwei Metallteilchen mit kleinem Durchmesser (1 mm Durchmesser) verwendet werdenkönnen, um den Durchmesser zwei Zoll zu machen. Stimme 2Der epitaxiale Film ist beständig gegen Korrosion und Metallisierung und erreicht dadurch einen ähnlichen "punktweise Eisen-zu-Gold" -Punkt-Eisen-Hydrierungseffekt.Theoretische Vorhersagen decken den Mechanismus der Elektron-Proton-Co-Dotierung hinter diesem Phänomen auf.Wenn das Metall mit niedriger Austrittsarbeit in Kontakt tritt Hohe Arbeitsfunktion VO 2Wenn Elektronen spontan in VO injizieren 2Aufgrund des elektrostatischen Induktionseffekts werden Protonen in der Säure in VO gezogen. 2macht VO 2Die Metallisierung und die Bildung von Sauerstoffleerstellen kann stark erhöht werden, so dass die Korrosion der sauren Flüssigkeit verhindert werden kann 2Wenn ein Metall mit geringerer Austrittsarbeit wie Al, Zn usw. verwendet wird, können mehr Elektronen und Protonen weiter injiziert werden, so dass die Elektronen in die Oberseite des neuen Valenzbandes gefüllt werden, um einen neuen Isolationszustand zu bilden. Isolierung von drei Phasen der Reihe nach.
Die Elektron-Proton-Co-Dotierung Strategie wird durch einfache Lösung von Säure, Metallteilchen, VO erreicht 2Der Kontakt realisiert die Drei-Zustands-Anpassung "intrinsischer isolierender Zustand - Metallzustand - neuer isolierender Zustand", die sich nicht nur zu einer mit der konventionellen Umgebung kompatiblen Doping-Methode entwickeln, sondern auch die Erforschung der elektronischen Synergie positiv beeinflussen kann. Modifikation und Regulation standen schon immer im Fokus der physikalischen, chemischen und materialwissenschaftlichen Forschung.Das Dotieren stellt eine der effektivsten Methoden dar. Basierend auf dem Prinzip der Elektron-Proton-Co-Dotierung ersetzten die Forscher die Säurelösung durch eine Lithiumionenlösung und entwickelten sie zu einer Lösung. Elektron-Ion-Co-Dotierung Strategie, die auch Lithium-Ionen-Dotierung erreicht und reguliert VO 2Phasenübergangsverhalten Es wurde weiterhin gefunden, dass mit dieser Strategie mehr Oxidmaterialien, wie Titandioxid (TiO2) -dotierte Hydrierungen, erreicht werden können, die die Universalität dieser Dotierungstechnologie im Vergleich zu herkömmlichen Dotierungstechniken überprüfen Unter Einsatz von Hochtemperatur-, Hochdruck- und Edelmetallkatalyse entwickelt das Forschungsinstitut eine Dotiermethode, die mit herkömmlichen milden Umgebungen kompatibel ist, einfach und kostengünstig ist und sehr kostengünstig neue Typen funktioneller Materialien und Geräte entwickelt und die Entwicklung grundlegender Theorien fördert. Es ist alles wichtig.
Verwandte Studie, veröffentlicht in „Nature - Kommunikation“, Doktoranden Chen Yu Lebensmittel, Gastwissenschaftler Wang Zhao war Co-erste Autor, Associate Professor Zou Chongwen, Professor Jiang Juni korrespondierender Autor der Studie des National Key Grundlagenforschungsprogramm der Jugend. Wissenschaftler thematische Projekte, die national Natural Science Foundation of China, die grundlegenden Forschungsmittel für die zentralen Universitäten und der chinesischen Akademie der Wissenschaften Innovation Promotion Association und andere Jugend finanziert.
