摘要:调整宽带隙 β - Ga 2 O 3 的光学和电子特性对于充分利用该材料在电子、光学和光电子领域现有和新兴技术应用中的潜力至关重要。在本研究中,我们报告了 Ti 掺杂剂不溶性驱动的化学不均匀性对 Ga 2 O 3 多晶化合物的结构、形态、化学键合、电子结构和带隙红移特性的影响。采用传统的高温固相反应路线在可变的煅烧温度(1050 − 1250 ° C)下合成了 Ga 2 − 2 x Ti x O 3(GTO;0 ≤ x ≤ 0.20)化合物,烧结温度为 1350 ° C。GTO 样品的 X 射线衍射分析表明,仅在非常低的 Ti 掺杂浓度(<5 at. %)下才会形成单相化合物,而较高的 Ti 掺杂会导致形成复合材料,其中含有大量未溶解的 TiO 2 金红石相。然而,在烧结样品中,未溶解的金红石相的一部分转化为单斜 TiO 2。 Rietveld 对本征 Ga 2 O 3 和单相 Ti 掺杂化合物(x = 0.05)进行细化,证实样品在具有 C 2/m 空间群的单斜对称性中稳定存在。样品的表面形貌表明,本征 Ga 2 O 3 呈现棒状形貌,而 Ti 掺杂化合物呈现球形形貌。此外,在具有异常晶粒生长的掺杂化合物中,与本征 Ga 2 O 3 相比,可以注意到晶格孪生引起的条纹。Ga 2p 的高分辨率 X 射线光电子能谱分析显示,由于相邻离子的电子云之间的相互作用,与金属 Ga 相比发生了正向偏移。由于 Coster − Kronig 效应,Ti 2p 1/2 光谱显示出异常增宽。采用混合密度泛函理论的第一性原理计算表明,Ti 优先取代八面体 Ga 位点,并在 Ga 2 O 3 中表现为深层施主。从光吸收光谱可以看出,光学带隙发生了红移。Ga 2 O 3 带隙内的吸收归因于未溶解的 TiO 2 的夹杂,因为 TiO 2 在 Ga 2 O 3 带隙内具有 I 型排列。此外,还研究了 GTO 化合物的电催化行为。从电催化研究中可以明显看出,与本征 Ga 2 O 3 相比,掺杂化合物表现出明显的电催化活性。
我研究了半导体中分离的氢,除了开发新的实验技术以做到这一点。活动/项目包括:“ Beo中的Muonium State的微波研究”,“ GAAS负电荷的Muonium上的光电子化光谱”; “通过光激发哑光自旋光谱探测的ZnSE中的受体氢状态”; “中性和磁磁性muonium作为β-GA2O3中分离氢的类似物”; “研究金红石,解剖酶和布鲁克特二氧化钛的MU/H样状态”; “探测磁性,金属到半导体过渡的金属以及H中H中H的性质”; “研究透明导电氧化物中的氢动力学和稳定性”; “氢杂质在CIGS和CZTS化合物中的作用和行为(下一代太阳能电池材料)”; “描述锡氏合金中H杂质的早期历史”; “开发激发态(MUSES)技术用于半导体的MUON光谱”; “研究MU(类似于H的)国家,包括停止位点,动力学以及碳化硅中的供体和受体水平”;“ GE中的Muonium-Photocarrier相互作用”; GAAS中的“ Muonium-photoionization和Muonium-Photocarrier相互作用”; “旋转北极星候选材料的调查”
摘要:审查了基于NBO 2的记忆,能量产生和存储薄膜设备的当前研究方面。溅射等离子体包含NBO,NBO 2和NBO 3簇,影响NBO 2的NU锻炼和生长,通常会导致纳米棒和纳米固定剂的形成。nbo 2(i4 1 /a)在1081 K到金红石(p4 2 /mnm)处进行莫特拓扑转变,从而产生电子结构的变化,这主要在回忆录中使用。Seebeck系数是控制热电设备性能的关键物理参数,但其温度行为仍然存在争议。尽管如此,它们在900 K以上的表现有效。由于尚未达到理论能力,因此有很大的潜力可以证明NBO 2电池,这可以通过未来的扩散研究来解决。功能材料的热管理,包括热应力,热疲劳和热休克,即使可能导致失败,也经常被忽略。NBO 2表现出相对较低的热膨胀和高弹性模量。NBO 2薄膜设备的未来看起来很有希望,但是需要解决一些问题,例如属性对应变和晶粒尺寸的依赖性,具有点和扩展缺陷的多个接口,以及与各种自然和人造环境相互作用,可以实现多功能应用和耐用性能。
由于其储量丰富、生产成本低以及理论容量合理(372 mA hg 1),它被认为是最先进的 LIBs 负极材料。1,2然而,它存在严重的结构崩塌、循环过程中的剥落、与低工作电压相关的锂枝晶生长以及低温应用的限制。1,3 – 8由于 LIB 技术的快速发展,寻找新型负极材料迫在眉睫。在各种类型的负极材料中,氧化物基插层型负极因其高体积能量密度、增强的安全性和不错的功率密度而备受关注。 2,9 – 14 特别是钛基氧化物材料,例如 TiO 2 ,由于其成本低、毒性低、理论容量好、安全操作电位(1.7 V vs. Li/ Li + )、锂嵌入过程中体积变化小(< 4%)和往返效率高,对锂离子电池很有吸引力。2,12,15 – 18 氧化物电极材料的电化学性质在很大程度上受原子排列的影响。已研究了用于 LIBs 的各种同质异形体的 TiO 2,包括锐钛矿 ( I 4 1 / amd )、19 – 21 金红石 ( P 4 2 / mnm )、19,22,23 TiO 2 -B ( C 2 / m )、24,25 板钛矿 ( Pbca )、26 斜方锰矿 ( Pbmn ) 27 和钙钛矿 ( I 4 / m )。28 在所有同质异形体中,锐钛矿 TiO 2 的研究最为广泛。2,11,29 此外
,我们通过一种溶剂提取方法从天然染料源蓝莓中提取花色苷,用于在制造染料敏化太阳能电池(DSSC)中用作敏化剂。在提取花青素时,我们使用了乙腈,丁醇,乙醇和丙酮等溶剂,并检查了它们对DSSCS性能的影响。当前,可用的商业级二氧化钛(TIO 2)粉末由80 mol%金红石和20 mol%的解剖酶相组成。在准备光阳极的制备中,Tio 2粉末是通过医生刀片技术应用的。准备好的光轴浸入了提取的花青素染料中,并在整个过程中屏蔽了光线,并在不同的持续时间内暴露于不同的持续时间。为了制备电极,将大约1 nm厚的铂膜溅射到粘锡氧化物(ITO)玻璃底物上。最后,通过染料染色将涂层光射流用电极密封。为了评估制造的DSSC的性能,通过紫外线可见光谱(UV- VIS)和太阳能模拟器测量了入射光子到电子转换效率(IPCE)。结果表明,从丁醇中蓝莓提取的染料持续12小时的DSSC效率最高。在这项研究中,TERT叔丁醇是用于制造DSSC的最佳提取溶剂,从蓝莓中提取的花青素,效率为0.45%,填充系数为68.20%。需要进一步的研究才能找到一种更合适的溶剂和提取方法,而这项研究的结果证明,从天然染料来源(例如蓝莓在太阳能细胞技术中)使用染料是有希望的。
因此,我们对 RuO 2 晶体进行了极化和非极化中子衍射实验,这些实验通过磁化和电导测量以及 X 射线衍射进行表征 [8]。单晶采用两种不同的传输分子通过化学气相传输生长。此外,通过退火商业化合物获得了粉末样品。对 D9、D3 和 IN12 进行了中子实验,并在 Bruker D8 venture 衍射仪上研究了晶体结构。我们无法在低至 2K 的温度下确认我们晶体中提出的结构扭曲。在 X 射线和长波长中子实验中,没有超结构反射 [3] 破坏金红石型结构的对称性。在短中子波长下观察到此类峰,但可归因于多重衍射。在我们的晶体中,钌空位的数量低于百分之几。极化中子实验并未表明对于所提出的传播矢量 ⃗ k =(0,0,0) [3] 存在磁布拉格反射。在我们的实验中,即使是有序矩比声称的 [3] 小五倍的磁序也会产生显著的强度。在我们的化学计量样品中可以排除这种反铁磁序 [8]。[1] L. Smejkal 等人,2022 年,Phys. Rev. X 12(3),031042。[2] L. Smejkal 等人,2022 年,Phys. Rev. X 12(4),040501。[3] T. Berjilin 等人,2017 年,Phys. Rev. Lett. 118,077201。[4] L. Smejkal 等人,2023,物理。莱特牧师。 131, 256703。 [5] A. Smolyanyuk 等人。 ,2024,物理。 Rev. B. 109 , 134424. [6] M. Hiraishi 等人。 ,2024,物理。莱特牧师。 132, 166702。 [7] P. Keßler 等人。 ,2024 年,npj 自旋电子学 2,50。 [8] L. Kiefer 等人。 ,2024 年,arXiv,2410.05850。
结构破坏。Among the many transition metal-based catalysts, manganese oxides (MnO x ) have an abundance of valence states and crystal structures that exhibit excellent electrocatalytic performance in various electrochemical reactions, with MnO 2 showing unique catalytic activity and stability for the acidic OER, making MnO 2 -based materials show unprecedented promise in the field of OER.其中,基于MNO 2的材料在OER领域表现出了前所未有的前景。尽管基于锰的氧化物的电催化活性与其他金属(例如镍,钴和铁)没有相同的电催化活性,但锰是唯一与自然光合周期相关的金属,可确保其可持续性和更新。29 - 32 MNO 2具有许多对OER具有积极作用的优势,例如(1)存在大量缺陷边缘,可以通过提供更多贵金属的负载位点来改善催化活性; (2)MNO 2具有可调且可以符合不同应用的各种形态和电子结构; (3)酸性环境中的强腐蚀电阻率。MNO 2的多样性是由于其[MNO 6]的不同堆叠和连接模式所致。33α-MNO 2具有正交单位单元,其晶格由[2×2] [1×1]隧道结构组成,隧道尺寸约为4.6Å。 β -MNO 2具有金红石结构,其晶格由[1×1]隧道结构组成,隧道尺寸约为2.3Å。γ -MNO 2的晶格由[1×1] [2×2]隧道结构组成,隧道尺寸约为0.7Å。37 - 4034 - 36,因为MNO 2具有许多因素,例如低成本特性,丰富的缺陷边缘,常规隧道结构和独特的酸耐药性,可保证酸性OER的催化稳定性,因此MNO 2基于MNO 2的材料在OER领域具有良好的前景。MNO 2引起的OER过程涉及Mn 2+,Mn 3+和Mn 4+的氧化状态之间的可逆循环,以及氧物种的表面吸附和解吸。
痕量元素签名的映射是地球科学和材料科学中扩展的工具,它允许研究实心材料以及可能不会被主要元素捕获的过程。在过去十年中,激光消融中的开发能力耦合质量 - 光谱法(LA-ICP-MS)功能现在可以实现原位元素映射的必要空间分辨率。用LA-ICP-MS获得二维,完全定量和地质有意义的数据仍然是一项艰巨的任务,并且一个特殊的障碍是对不均匀阶段的校准,例如化学分区的矿物质。这项工作提出了一种新型的方法,用于采用LA-ICP-QUAD Rupole MS(LA-ICP-QMS)的多元素映射的数据减少和图像生成方法,该方法在免费和开源软件Xmaptools中实现。提出了三个地质AP平原,以说明程序的好处。在不同的空间分辨率下,多次映射了来自Eclogitic样品(Lato Hills,Togo)和斜长石,K-Feldspar,k-feldspar的石榴石,k-feldspar,Biotite(El Oro Complex,Ecuador),以测试校准质量和化学检测能力。金红石,并在单个晶粒内显示了510至550℃的温度范围为510至550℃。通过与电子探针微分析(EPMA)获得的分区主要和次要元素图(石榴石,斜长石)和ti-in-biotite地热图图(EPMA)进行比较,通过与分区的主要和次要元素图(石榴石,斜长石)和Ti-In-Biotite地热度图(EPMA)进行比较来验证LA-ICP-MS方法的准确性。此外,此类地图也被记录得更快。使用LA-ICP-QM实现高达5μm的空间分辨率,这与报告的LA-ICP飞行器时间质谱法(LA-ICP-TOFMS)的分辨率相似,尽管以明显较低的习得速度。较低空间分辨率的地图提供了更好的化学检测能力,如较低的每像素检测极限(LOD)地图计算所证明的。像素分配策略和仪器条件也对地图质量有直接影响。我们建议将地图插入到方形像素上,其中像素由多个扫描组成以获得改进的检测能力。使用模拟LA-ICP-MS映射的基准测试表明,斑点大小以及扫描方向可以根据化学模式的特征大小而导致组成的变化。通过在REE中可见的石榴石中映射薄薄的环形环,并且这种综合偏移可以对例如扩散建模产生重大影响。新的软件解决方案提供了具有95%置信度的单像素LOD过滤的LA-ICP-MS图的多标准和可变组成校准,从而使用户可以同时量化主要和痕量元件的不均匀材料,并提高精度。
晶体生长过程。但由于胶体纳米晶体在与周围基质相互作用的同时经历快速成核和生长,因此晶体生长动力学难以控制。纳米晶体胶体溶液中微结构的形成通常用奥斯特瓦尔德熟化 (OR) 理论来解释。21,25,26 OR 机制被广泛用于解释纳米晶体的晶体生长,纳米晶体可产生直径较大的颗粒,通常在微米尺寸范围内。然而,在某些情况下,纳米晶体的晶体生长在纳米范围内通常无法用 OR 动力学来解释。27 – 29 在纳米尺度上,有证据表明晶体生长更受另一种机制的主导,称为取向附着 (OA),其中纳米晶体通过共享共同的晶体取向自组装成单晶。 30,31“ OA ”的概念最早由 Banfield 等人在研究 TiO 2 纳米晶体的水解合成时提出。32 从那时起,这种基于聚集的晶体生长概念就对构建纳米级材料很有吸引力。由于 OA 工艺通过增强自下而上的制造工艺实现了初级纳米晶体的自组装,因此它可以生产出具有多种特性的新型结构,不同于相应的块体材料。特别是,OA 工艺已被证明是一种制备各向异性纳米结构的有效方法,其中纳米晶体种子的附着总是引导自组装到一个取向,从而产生一维纳米线或纳米棒。33 – 35 在 OA 机制中,晶体生长速率与表面能呈指数相关。晶体生长沿特定晶面进行,这取决于与晶体面相关的相对比表面能。36 各个面的表面能差异会导致较高表面能平面生长得更快,而较低表面能平面则作为产品的面。例如,研究表明,由于 [001] 和 [101] 面之间的表面能差异,金红石 TiO 2 纳米晶体通过沿 [001] 方向融合纳米晶体形成一维项链状纳米结构,从而促进 OA 机制的定向晶体生长。32 在另一项最近的研究中,实时观察到了由 OA 机制引导的氢氧化铁颗粒的形成,证明了晶体生长过程中纳米晶体的旋转和晶体取向。 37 OA 还被证实可用于制备 ZnO 纳米棒、38 MnO 多足体、39 稀土金属氧化物纳米颗粒 40 以及具有各种形貌的混合氧化物纳米结构。21 尽管 OA 指导合成了具有各种形貌的形状和尺寸控制的金属氧化物和混合氧化物纳米结构,21 在OA驱动的湿化学合成中构建尺寸控制的金属氧化物纳米线的例子非常少。41,42