Il biossido di vanadio è un materiale di ossido del metallo di transizione fortemente associato con una vasta gamma di prospettive di applicazione.La caratteristica più importante è che ha da quattro a cinque ordini di grandezza della transizione di fase metallo-isolamento a 68 ° C. 2Proprietà ottiche delle varie funzioni sono strettamente connesse alla sua variazione di fase, ma la sua temperatura di transizione relativamente elevata di fase per diventare uno dei principali problemi delle strozzature in applicazioni pratiche. Attraverso una ricerca approfondita per ridurre il meccanismo microscopico della transizione di fase, ed esplorare metodi efficaci di fase di regolazione a cambiamento di fase La temperatura variabile è di grande importanza nel promuovere la sua applicazione pratica.
Gli atomi di idrogeno possono entrare efficacemente in VO a causa del loro piccolo raggio atomico 2Lattice per doping elettronica, lo scopo della transizione di fase regolamento utilizzando il metodo tradizionale di alta temperatura di idrogenazione catalitica di metalli preziosi, Synchrotron Radiation Laboratory Zou Gruppo Nazionale Chongwen Ricerca, Università della Scienza e della Tecnologia della Cina e il Centro nazionale di ricerca per la scienza avanzata a livello di Gruppo microscala Research in Jiang giugno VO 2Ottenuto dal film isolante - a tre stadi isolante drogato VO riempito sequenzialmente cambiare la fase e rivela idrogenazione indotta elettron - metallo 2Meccanismo banda di conduzione (Phys. Rev. B 96, 2017, 125130) livello di energia. Tuttavia, le tecniche convenzionali di drogaggio affidamento sulla idrogenazione di condizioni di alta energia, come temperatura e pressione, necessari costosi catalizzatore di metallo nobile, e dopo idrogenata Anche il metallo catalitico depositato sulla superficie del materiale è difficile da rimuovere, e questi fattori avversi sono limitati dal VO 2Regolazione del cambiamento di fase dell'idrogenazione del materiale e barriere applicative.
Recentemente, i ricercatori hanno rotto l'idrogenazione catalitica dei metalli preziosi ad alta temperatura per regolare la VO 2Il metodo tradizionale di trasformazione di fase consente di utilizzare l'adsorbimento del metallo per guidare i protoni di soluzioni acide in VO 2Il materiale raggiunge l'idrogenazione dei materiali a costi molto bassi in condizioni miti e inventa la tecnologia della "produzione di idrogeno a punto singolo".
La soluzione acida è facilmente corrosiva incluso il VO 2La maggior parte degli ossidi all'interno, quindi l'acido non può essere utilizzato come fonte di idrogeno nel trattamento di idrogenazione dei materiali di ossido in condizioni normali di temperatura e pressione Nell'esperimento, i ricercatori hanno scoperto che avrà una funzione di lavoro adeguata delle particelle metalliche e VO 2Dopo il contatto con il film nella soluzione acida, VO 2Non solo il film non sarà corroso dall'acido, sarà rapidamente idrogenato e indurrà un cambiamento di fase.Questo cambiamento di fase ha un effetto di diffusione estremamente rapido, in modo che solo due particelle metalliche di piccolo diametro (1 mm di diametro) possono rendere il diametro di due pollici. VO 2Il film epitassiale è resistente alla corrosione e alla metallizzazione, raggiungendo così un analogo effetto di idrogenazione del punto di ferro da "ferro a oro" Le previsioni teoriche rivelano il meccanismo di co-drogaggio elettrone-protone dietro questo fenomeno. Elevata funzione di lavoro VO 2Quando gli elettroni si iniettano spontaneamente in VO 2A causa dell'effetto di induzione elettrostatica, i protoni nell'acido sono trascinati in VO. 2, rendendo VO 2La metallizzazione e la formazione di posti liberi dell'ossigeno possono essere notevolmente migliorati, il che può impedire la corrosione dei liquidi acidi. 2Sulla base, se viene utilizzato un metallo con funzione di lavoro inferiore come Al, Zn, ecc., Ulteriori elettroni e protoni possono essere ulteriormente iniettati, in modo che gli elettroni vengano riempiti nella parte superiore della nuova banda di valenza per formare un nuovo stato isolante, dall'isolamento - metallo - Isolamento di tre fasi a turno.
La strategia del drogaggio elettrone-protone è ottenuta mediante una semplice soluzione di acido, particelle metalliche, VO 2Il contatto realizza lo stato di 'stato isolante intrinseco stato-stato metallico - stato isolante nuovo' a tre stati, che non solo può svilupparsi in un modo di drogaggio compatibile con l'ambiente convenzionale, ma ha anche un'influenza positiva sullo studio della sinergia di elettroni. La modificazione e la regolazione sono sempre state al centro delle ricerche di fisica, chimica e scienze dei materiali: il doping è uno dei metodi più efficaci: basandosi sul principio del co-drogaggio elettrone-protone, i ricercatori hanno sostituito la soluzione acida con una soluzione agli ioni di litio e lo hanno sviluppato in una soluzione. Strategia di co-drogaggio a ioni di elettroni, che raggiunge anche il doping agli ioni di litio e regola la VO 2Il comportamento di transizione di fase è stato inoltre trovato che la politica può realizzare più materiale di ossido, quale biossido di titanio (TiO2) drogato idrogenati verificata in doping questa universalità. Tecniche di drogaggio relativamente convenzionali tendono utilizzare ad alta temperatura, ad alta pressione e catalitiche metalli preziosi, lo sviluppo dell'istituto un tipo meglio compatibile con l'ambiente moderata drogaggio convenzionale, estremamente basso costo e facile da usare, lo sviluppo dello sviluppo di nuovi materiali funzionali e dispositivi e la promozione della teoria di base ha un significato importante.
studio correlati, pubblicato su "Nature - Comunicazione", gli studenti di dottorato Chen Yu cibo, visiting scholar Wang Zhao è stato co-primo autore, professore associato Zou Chongwen, il professor Jiang giugno corrispondente autore dello studio da parte del Programma Nazionale chiave di base di ricerca della giovinezza. scienziati finanziati progetti tematici, la National Science Foundation naturali della Cina, i fondi di ricerca fondamentali per le Università centrali e l'Accademia cinese delle scienze innovazione Associazione di Promozione e altri giovani.
