氧化還原對(duì)SrVOx外延膜晶相及物性的可逆調(diào)控
發(fā)布時(shí)間:2021-06-28 20:42
過(guò)渡金屬元素因其未填滿的3d軌道而表現(xiàn)出豐富的價(jià)態(tài),相應(yīng)的氧化物也表現(xiàn)出多種多樣的晶相和有趣的物理化學(xué)性質(zhì),在很多高科技領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。人們?cè)谀承┮鬃儍r(jià)的過(guò)渡金屬氧化物的相轉(zhuǎn)變研究中,發(fā)現(xiàn)伴隨著晶體結(jié)構(gòu)的改變,相應(yīng)的物理化學(xué)性質(zhì)也會(huì)發(fā)生很大改變,如電導(dǎo)率、磁性狀態(tài)和電催化活性等,這些對(duì)物性的調(diào)控進(jìn)一步拓寬和深化了過(guò)渡金屬氧化物的應(yīng)用。本論文揭示了SrVO3和Sr2V2O7薄膜在氧氣或者真空氣氛中通過(guò)熱處理而相互轉(zhuǎn)化的現(xiàn)象,基于此,高質(zhì)量的Sr2V2O7薄膜被間接合成;此外,在對(duì)兩者的性能表征中,我們發(fā)現(xiàn)伴隨著晶相間的可逆轉(zhuǎn)變材料物性實(shí)現(xiàn)了半透明金屬態(tài)與透明絕緣態(tài)間的可逆轉(zhuǎn)變,這使得SrVOx材料在可控光電器件中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。具體內(nèi)容如下:第一章介紹了過(guò)渡金屬氧化物相變調(diào)控的研究背景。首先對(duì)過(guò)渡金屬氧化物的應(yīng)用做了簡(jiǎn)單介紹:其次介紹了幾種常用的物相調(diào)控方法,如熱處理、電化學(xué)偏壓、離子液體加偏壓;然后介紹了幾種典型的過(guò)渡金屬氧化物的相調(diào)控;最后我們介紹了一些釩氧化物的相調(diào)控以及文獻(xiàn)中對(duì)SrVO3和Sr2V2O7的相關(guān)研究。第二章主要內(nèi)容為SrVOx的生長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)表征。首先基于脈沖激光...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
離子液體調(diào)控s‘of入相轉(zhuǎn)變叫
固有的電化學(xué)效應(yīng)使離子發(fā)生轉(zhuǎn)移從而來(lái)誘導(dǎo)相變^7"431。對(duì)于后者,在過(guò)渡金屬??氧化物相調(diào)控中也有很多應(yīng)用,比如Niatipeng?Lu等人|44]在研宄SrCoOx的相轉(zhuǎn)??變時(shí),設(shè)計(jì)了離子液體加電壓的實(shí)驗(yàn),示意如圖1.1所示,離子液體中殘余的水??(實(shí)驗(yàn)證明所有的疏水性離子液體即使在120°C,1(T3?Torr中退火60小時(shí)也會(huì)殘??留100?ppm的水)被電解為帶負(fù)電荷的0>和帶正電荷的H+離子,通過(guò)所加偏壓??的大小控制0>和H+的進(jìn)出,完成了?HSrCo025、SrCo025、SrCo03兩兩之間的??相互轉(zhuǎn)化。另外,KeisukeShibuya等人[38]用外電壓調(diào)控V02的金屬絕緣體轉(zhuǎn)變??時(shí)也使用了離子液體加偏壓的方式,通過(guò)改變偏壓控制H+的進(jìn)出來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)??的。????????#??????????妒a??????????it1,??????仆丨?^??肇■?O2-?????H+??W?+?DEME???TFSI??圖1.1離子液體調(diào)控SiC〇Ox相轉(zhuǎn)變%]。??1.3有代表性的過(guò)渡金屬氧化物的相調(diào)控??因?yàn)椋常潆娮拥拇嬖�,絕大部分過(guò)渡金屬在化合物中都不止一種價(jià)態(tài),特別??是以V、Fe、Co、Ni、Mn等元素為代表
P(〇2)?(Torr)?P(〇2)?(Torr)??圖1.2溫度和氧壓對(duì)SrFeOx調(diào)控圖:(a)為鈣鈦礦相到鈣鐵石相的調(diào)控過(guò)程;(b)為鈣??鐵石相到鈣鈦礦相的調(diào)控過(guò)程lM]。??另外在研宄中還發(fā)現(xiàn)了一種5^^02相,其中Fe為+2價(jià),其晶體結(jié)構(gòu)為無(wú)??限層結(jié)構(gòu)(Infinite-layer?structure),與用于制造高溫超導(dǎo)體的“無(wú)限大”層狀銅氧化??物結(jié)構(gòu)相同[64’65]。Y.?Tsujimoto?等人?164]以?SrFe02875?(Sr8Fe8023)為起始樣品在?280°C??下用CaH2合成了?SrFe02。之后Satoru?Inoue等人_在低溫條件下用CaH2還原生??長(zhǎng)在KTa03襯底上的單晶SrFe025膜,在這個(gè)還原過(guò)程中將氧離子從原來(lái)的鈣鐵??石結(jié)構(gòu)中移除一部分,引起氧離子的重排,從而得到5¥£〇2單晶薄膜。除此之??夕卜,Satorulnoue1201他們也對(duì)CaFeOZ5薄膜進(jìn)行了類(lèi)似的還原過(guò)程,用CaH2粉末??將CaFe025薄膜包埋在真空玻璃管中在240°C進(jìn)行退火,同樣也通過(guò)還原制備得??到了?CaFeOy^膜。??1.3.3?ANiOj^]相調(diào)控??Ni元素的價(jià)層電子結(jié)構(gòu)為3d84s2,常見(jiàn)化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià)。在鎳的三元??化合物中我們以LaNiOx為例來(lái)研宄。常見(jiàn)的化合物形式有三種:(1)?LaNi02
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脈沖激光沉積(PLD)原理及其應(yīng)用[J]. 唐亞陸,杜澤民. 桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(01)
本文編號(hào):3255018
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:65 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
離子液體調(diào)控s‘of入相轉(zhuǎn)變叫
固有的電化學(xué)效應(yīng)使離子發(fā)生轉(zhuǎn)移從而來(lái)誘導(dǎo)相變^7"431。對(duì)于后者,在過(guò)渡金屬??氧化物相調(diào)控中也有很多應(yīng)用,比如Niatipeng?Lu等人|44]在研宄SrCoOx的相轉(zhuǎn)??變時(shí),設(shè)計(jì)了離子液體加電壓的實(shí)驗(yàn),示意如圖1.1所示,離子液體中殘余的水??(實(shí)驗(yàn)證明所有的疏水性離子液體即使在120°C,1(T3?Torr中退火60小時(shí)也會(huì)殘??留100?ppm的水)被電解為帶負(fù)電荷的0>和帶正電荷的H+離子,通過(guò)所加偏壓??的大小控制0>和H+的進(jìn)出,完成了?HSrCo025、SrCo025、SrCo03兩兩之間的??相互轉(zhuǎn)化。另外,KeisukeShibuya等人[38]用外電壓調(diào)控V02的金屬絕緣體轉(zhuǎn)變??時(shí)也使用了離子液體加偏壓的方式,通過(guò)改變偏壓控制H+的進(jìn)出來(lái)達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)??的。????????#??????????妒a??????????it1,??????仆丨?^??肇■?O2-?????H+??W?+?DEME???TFSI??圖1.1離子液體調(diào)控SiC〇Ox相轉(zhuǎn)變%]。??1.3有代表性的過(guò)渡金屬氧化物的相調(diào)控??因?yàn)椋常潆娮拥拇嬖�,絕大部分過(guò)渡金屬在化合物中都不止一種價(jià)態(tài),特別??是以V、Fe、Co、Ni、Mn等元素為代表
P(〇2)?(Torr)?P(〇2)?(Torr)??圖1.2溫度和氧壓對(duì)SrFeOx調(diào)控圖:(a)為鈣鈦礦相到鈣鐵石相的調(diào)控過(guò)程;(b)為鈣??鐵石相到鈣鈦礦相的調(diào)控過(guò)程lM]。??另外在研宄中還發(fā)現(xiàn)了一種5^^02相,其中Fe為+2價(jià),其晶體結(jié)構(gòu)為無(wú)??限層結(jié)構(gòu)(Infinite-layer?structure),與用于制造高溫超導(dǎo)體的“無(wú)限大”層狀銅氧化??物結(jié)構(gòu)相同[64’65]。Y.?Tsujimoto?等人?164]以?SrFe02875?(Sr8Fe8023)為起始樣品在?280°C??下用CaH2合成了?SrFe02。之后Satoru?Inoue等人_在低溫條件下用CaH2還原生??長(zhǎng)在KTa03襯底上的單晶SrFe025膜,在這個(gè)還原過(guò)程中將氧離子從原來(lái)的鈣鐵??石結(jié)構(gòu)中移除一部分,引起氧離子的重排,從而得到5¥£〇2單晶薄膜。除此之??夕卜,Satorulnoue1201他們也對(duì)CaFeOZ5薄膜進(jìn)行了類(lèi)似的還原過(guò)程,用CaH2粉末??將CaFe025薄膜包埋在真空玻璃管中在240°C進(jìn)行退火,同樣也通過(guò)還原制備得??到了?CaFeOy^膜。??1.3.3?ANiOj^]相調(diào)控??Ni元素的價(jià)層電子結(jié)構(gòu)為3d84s2,常見(jiàn)化合價(jià)為+2價(jià)和+3價(jià)。在鎳的三元??化合物中我們以LaNiOx為例來(lái)研宄。常見(jiàn)的化合物形式有三種:(1)?LaNi02
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]脈沖激光沉積(PLD)原理及其應(yīng)用[J]. 唐亞陸,杜澤民. 桂林電子工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào). 2006(01)
本文編號(hào):3255018
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