机会发现导致一个可以控制钙钛矿氧氮化物性能的简单过程

时间：2021-11-20 13:52:14 来源：

研究人员发现一种方法来创造和控制氧空隙层在氮氧化物晶体中的氧空位层的方向和周期，低至60℃。°

机会发现导致一个简单的过程，可以将“缺氧层”引入钙钛矿氧氮化物中，改变其性质。

日本科学家们偶然发现了一种简单的方法，用于控制缺陷的缺陷，称为“空缺层”，进入钙钛矿氧氮化物，导致其物理性质的变化。在自然通信期刊上发表的方法可以帮助光催化剂的发展。

氧氮化物是由氧，氮和其他化学元素形成的无机化合物。近年来，由于其有趣的性质，它们在光学和存储器件中的应用以及例如光催化反应中的应用，它们越来越多地关注。

2015年，京都大学综合细胞 - 物质科学研究所的固态化学家Hiroshi Kageyama（ICEMS）及其团队报告说，他们发现了一种方法来使用比需要超过1,000℃的常规方法制造氧氮化的方法）。°新工艺产生了一种具有缺失氧原子层的多晶粉末，称为氧空平面。

该团队希望检查该氧氮化物的物理性质，因此它们将其作为基板上的单晶薄膜。“但是所得薄膜中的氧空位层在不同的平面上比原始粉末不同，”Kageyama说。他们想知道底层基底是否影响了氧空位层的取向。

该团队在不同的底物上将氧化锶钒（SRVO3）薄膜生长，并在600℃的低温下在氨中处理。°氧气空位层的平面及其周期性 - 它们在薄膜的其他层内出现的频率 - 根据基板中的“格子菌株”和上覆膜之间的错配。晶格菌株是由基板施加的力，该力使得在材料中的原子相对于其正常位置稍微移位。

“尽管固态化学家已知氧缺陷平面在改变氧化物的性质方面发挥着重要作用，例如诱导超导性，但我们之前还没有控制它们的形成，”Kageyama说。

氧化物通常使用高温反应合成，使得难以控制其晶体结构。在该实验中使用较低的温度和菌株是成功的关键。

“我们的团队制定了一种制造和控制薄膜氧化物中氧空位层的方向和周期性的方法，即通过施加菌株，”Kageyama说。“由于应变能量极大，大约数千摄氏度，我们能够使用它来稳定不否则形成的新型结构。”

Kageyama表示，调查氧化膜厚度或反应温度和时间的变化也可能影响氧空位层的取向和周期性是有趣的。

参考：“应变诱导创建和在钙钛矿氮氧化物阴离子空位层的开关”，由孝文山本，晃近松，俊作北川，奈出云，俊介山下，宏高津，雅之越智，宙丸山，守难波，李文浩太阳，隆英中岛，文隆Takeiri，Kotaro Fujii，Masatomo Yashima，Yuki Sugisawa，Mashito Sano，Yasushi Hirose，Daiichiro Sekiba，Craig M. Brown，Takutaka Ikeda，Toshiya Otomo，Kazuhiko Kuroki，Kenji Ishida，Tetsuya Hasegawa和Hiroshi Kageyama，11月23日2020年11月23日，Nature Communications.doi：
10.1038 / s41467-020-19217-7

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