日本科学家无意中发现了一种简单的方法来控制钙钛矿氧氮化物中缺陷的引入,杏耀代理这种缺陷被称为“空缺层”,导致其物理性质发生变化。这种发表在《自然通讯》杂志上的方法可能有助于开发光催化剂。
氧氮化物是由氧、氮和其他化学元素组成的无机化合物。近年来,由于其有趣的性质,它们在光学和存储器件、光催化反应等方面的应用引起了广泛关注。
2015年,京都大学集成细胞材料科学研究所(iCeMS)的固体化学家Hiroshi Kageyama和他的团队报告说,他们发现了一种制造氮氧化物的方法,
杏耀平台总代结缘,使用较低温度的氨处理过程,而传统方法需要超过1000摄氏度。这种新工艺产生了一种多晶粉末,其中缺失的氧原子层被称为氧空缺面。
研究小组想要检查这种氮氧化合物的物理特性,杏耀所以他们在基底上将其生长成单晶薄膜。Kageyama说:“但是生成的薄膜中的氧空位层与原来的粉末在不同的平面上。”他们想知道底物是否影响了氧空位层的方向。
该团队在不同的基质上生长了一层锶钒氧化物(SrVO3)薄膜,并在600℃的低温下将其放在氨中处理。氧空位层的平面和它们的周期性——它们在薄膜其他层中出现的频率——取决于基底和上覆薄膜中的“晶格应变”之间的不匹配程度。晶格应变是基底施加的一种力,它使材料中的原子相对于它们的正常位置发生轻微位移。
Kageyama说:“尽管固态化学家已经知道,氧缺陷平面在改变氧化物的性质(如诱导超导性)方面起着重要作用,但我们之前还不能控制它们的形成。”
氧化物通常是通过高温反应合成的,这使得很难控制它们的晶体结构。在这个实验中使用较低的温度和应变是成功的关键。
神山说:“我们的团队开发了一种方法,通过施加应变,就可以创造和控制氧化薄膜上氧空位层的方向和周期性。”“由于应变能非常大,大到数千摄氏度,我们能够用它来稳定新结构,否则不会形成。”
Kageyama说,研究氧化膜厚度的变化,或者反应温度和时间,也会影响氧空位层的方向和周期性,这将是很有趣的。