Двуокись ванадия является сильно связанным оксидным материалом переходного металла с широким спектром перспектив применения. Наиболее примечательной особенностью является то, что он имеет от четырех до пяти порядков фазового перехода изоляция-металл при 68 ° С. VO 2Все виды фотоэлектрических характеристик тесно связаны с его фазовым переходом, но его относительно высокая температура фазового перехода стала основным узким местом в практическом применении. Благодаря углубленному изучению микроскопического механизма изменения фазы он изучил эффективные методы управления фазовыми изменениями для уменьшения фазы. Переменная температура имеет большое значение для содействия ее практическому применению.
Атомы водорода могут эффективно вводить VO из-за их малого атомного радиуса 2Кристаллическая решетка реализует электронное легирование для достижения цели управления фазовым переходом. Метод каталитического гидрирования с использованием традиционных высокотемпературных благородных металлов используется Исследовательской группой Цзоу Чонвэнь Национальной лаборатории синхротронного излучения и Исследовательской группой Цзянцзюня Национального исследовательского центра микромасштабной материаловедения в Университете науки и технологии Китая. В.О. 2В пленке реализуется трехфазный последовательный фазовый переход от изоляционно-металлической изоляции, и обнаружено водородное индуцированное электронным заполнением VO. 2Механизм уровней энергии зоны проводимости (Phys. Rev. B 96, 2017, 125130). Однако обычные методы допирования гидрированием основаны на таких условиях, как высокие энергоемкие температуры и давления, дорогостоящие дорогостоящие металлические катализаторы и гидрированные Каталитический металл, нанесенный на поверхность материала, также трудно удалить, и эти неблагоприятные факторы сдерживаются VO 2Регулирование изменения фазы гидрогенизации и барьеры применения.
Недавно исследователи прорвали каталитическое гидрирование высокотемпературных драгоценных металлов для регулирования VO 2Традиционный метод фазового превращения позволяет использовать адсорбцию металлов для приведения протонов кислотных растворов в VO 2Материал обеспечивает гидрирование материалов по очень низкой цене в мягких условиях и изобретает технологию «одноточечной генерации водорода».
Кислотный раствор легко корродируется, включая VO 2Большинство оксидов внутри, поэтому кислота не может использоваться в качестве источника водорода при гидрогенизации оксидных материалов при нормальных условиях температуры и давления. В эксперименте исследователи обнаружили, что частицы металла с соответствующей функцией работы и VO 2После контакта с пленкой в раствор кислоты, VO 2Мало того, что пленка не будет корродирована кислотой, она будет быстро гидрироваться и вызывать фазовые изменения. Этот процесс изменения фазы имеет чрезвычайно быстрый эффект диффузии, так что только две частицы металла малого диаметра (диаметром 1 мм) могут иметь диаметр в два дюйма. В.О. 2Эпитаксиальные пленки коррозионно-стойкие и металлизированы для достижения аналогичных эффектов «точка-точка-золото» «точка-железа». Теоретические предсказания показывают механизм электронно-протонного содопинга за этим явлением. Когда низкая рабочая функция связана с металлом Высокая функция работы VO 2Когда электроны спонтанно вводят в VO 2В эффекте электростатической индукции протоны в кислотном растворе втягиваются в VO. 2, делая VO 2Металлизация и образование кислородных вакансий могут быть значительно увеличены, поэтому можно предотвратить коррозию кислой жидкости. В металлизированном VO 2Исходя из того, что, если используется более низкая рабочая функция металла, такая как Al, Zn и т. Д., Больше электронов и протонов может быть дополнительно введено, так что электроны заполняются в верхнюю часть новой валентной зоны с образованием нового изолирующего состояния из изоляционно- Изоляция трех фаз по очереди.
Стратегия сополирования электрон-протоном достигается простым раствором кислоты, металлических частиц, VO 2Контакт реализует трехступенчатую регулировку «внутреннего состояния изоляционного состояния состояния металла - новое состояние изоляционного состояния», которое может не только развиваться допинговой манерой, совместимой с обычной средой, но также оказывать положительное влияние на изучение синергии электронов. Модификация и регулирование всегда были в центре исследований физического, химического и материаловедения. Допинг является одним из наиболее эффективных методов. На основе принципа электронно-протонного совместного легирования исследователи заменили раствор кислоты раствором литиевого иона и разработали его в раствор. Стратегия электронного допинга с электронным ионом, которая также достигает легирования ионами лития и регулирует VO 2Было также установлено, что эта стратегия может достигать большего количества оксидных материалов, таких как гидрогенизация диоксида титана (TiO2), подтверждая общность этой технологии легирования. Относительно традиционных методов допирования Используя высокотемпературный катализ высокого давления и благородного металла, этот исследовательский институт разрабатывает метод легирования, который более совместим с обычными мягкими средами, прост в эксплуатации и чрезвычайно недорог. Это разработка новых функциональных материалов и устройств и способствует развитию основных теорий. Все это важно.
Соответствующие результаты исследований были опубликованы в Nature-Communications, кандидат Ph.D. Чэнь Юйлянь, приглашенный ученый Ван Чжаову в качестве первого автора, ассоциированного исследователя Цзоу Чонгвена и профессора Цзян Цзюня в качестве корреспондентов. Исследование было одобрено Национальной программой развития ключевых исследований молодежи Специальные проекты для ученых, Национального фонда естественных наук Китая, фондов фундаментальных исследований для центральных университетов и Ассоциации содействия инновациям молодежи Академии наук Китая.
