无机固体材料自旋相关电输运行为及其电催化析氧应用

发布时间：2025-05-27 22:12

　　自旋属性和电荷属性都是电子的固有属性。过去人们更多的关注点在利用电荷作为信息存储和传输媒介的传统微电子学上。但是随着社会进步和科技的发展,对于电子电荷属性的调控越来越不能满足新兴领域小尺寸器件的需求。因此,人们开始对电子的自旋属性进行重新的认识和研究,以期制备纳米尺寸的自旋器件。在纳米尺寸的材料中引入本征自旋和磁性,将是未来发展自旋器件的重要手段。因此,对自旋的合理开发和利用,不仅对信息工业有着深远的影响,对材料的物理化学性能的调控也有着重要的研究意义。本论文选取无机固体作为研究对象,调控材料中的自旋相关属性,实现了物理化学性能的提升。在本论文中,重点探索了自旋属性对磁电输运性能的影响及与电催化析氧反应性能的相关性。通过双缺陷引入、氧缺陷和掺杂协同调控方法、应力工程和在样品和基底之间形成强耦合键等方法调控了材料的自旋相关属性,实现了磁电输运和电催化性能的提高。本论文的具体内容包括如下几点:1.由于过渡金属硫属化合物具有可剥离成超薄纳米片的特性被认为是有望制备纳米尺寸的自旋器件。但由于其缺少本征的磁性和自旋,使得二维过渡金属硫属化合物不能应用在自旋器件领域。本文提出在TiSe2材料中引入单...

【文章页数】：118 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．２?（ａ－ｂ）?ＮｉＯ／Ｔｉ〇２异质纳米片的ＨＲＴＥＭ

程中产生的电子传输，提高材料的电催化反应性能。而就是通过在结构中产生阳??离子缺陷，使得样品中的活性位点，电子传输能力等都达到了协同优化，最终在??电催化析氧反应测试中，如图１．２ｈ所示，具有镇离子缺陷的ＮｉＯ／Ｔｉ〇２异质纳米??片实现了?ＯＥＲ性能的极大提高，其在电流密度为ｌ....

图１．３?（ａ）钴离子低自旋态的电子排布

Ｈｏ?Ｎｙｕｎｇ?Ｌｅｅ课题组利用单晶基底的应力调控对上层ＳｒＣｏ０３样品进行氧缺陷的??控制，从而实现钙钛矿ＳｒＣｏ０３样品电催化性能的提高ｔ３６Ｌ首先对制备的ＳｒＣｏ０２．５??样品和电化学氧化的ＳｒＣｏＯｘ样品进行结构的表征。如图１．４ａ中的Ｘ射线衍射花??样中可以看出样品....

图１．４?（ａ）?ＳｒＣｏ０２．５样品和经过电化学测试过的ＳｒＣｏ０２．５样品的Ｘ射线衍射花样

Ｈｏ?Ｎｙｕｎｇ?Ｌｅｅ教授课题组还针对钥钦矿ＬａＮｉ〇３薄１３吴中的基底和Ｎｉ的自旋态??也进行了分析［３７］。使用的基底不同，基底对上层ＬａＮｉ０３薄膜的应力大小也不一??样。如图１．５ａ所示，随着应力强度的增大，ＬａＮｉ０３中的Ｎｉ０４八面体逐渐扭曲。??当基底给予ＬａＮｉ....

图１．５?（ａ）应力对ＬａＮｉ０３薄膜中ＮｉＣＵ八面体的影响示意图

??予样品拉伸力逐渐增加，则其中含有的ｅｇ电子逐渐增加。从图１．５ｄ，ｅ中电化学??性能测试可以看出，当基底对样品的压缩力逐渐增加，样品的ＯＲＲ和ＯＥＲ催化??活性都增加了。Ｈｏ?Ｎｙｕｎｇ?Ｌｅｅ教授课题组通过这两组实验证实了，对于薄膜样??品，当基底的应力发生改变的时候，往往....

本文编号：4047624