作者:京都大学明迪高宫 研究人员发现了一种方法，可以在低至600℃的温度下，在氧氮化物晶体中创造和控制氧空位层的方向和周期性
学分:明迪高宫/京都大学 日本科学家无意中发现了一种简单的方法来控制钙钛矿氮氧化物中缺陷的引入，称为“空位层”，从而导致其物理性质的变化
这种方法发表在《自然通讯》杂志上，有助于光催化剂的发展
氮氧化物是由氧、氮和其他化学元素形成的无机化合物
近年来，由于它们有趣的性质，例如在光学和存储器件以及光催化反应中的应用，它们已经获得了很多关注
2015年，京都大学集成电池材料科学研究所(iCeMS)的固态化学家Hiroshi Kageyama和他的团队报告说，他们发现了一种使用低温氨处理工艺制造氮氧化物的方法，而传统方法需要超过1000摄氏度
这种新方法产生了一种多晶粉末，它含有缺失的氧原子层，称为氧空位平面
研究小组想检查这种氮氧化物的物理性质，所以他们在衬底上将其生长成单晶薄膜
“但是生成的薄膜中的氧空位层与原始粉末在不同的平面上，”Kageyama说
他们想知道下面的衬底是否影响氧空位层的取向
研究小组在不同的基底上生长了氧化锶钒薄膜，并在600摄氏度的低温下用氨水处理
氧空位层的平面和它们的周期性——它们在膜的其他层中出现的频率——根据衬底和覆盖膜中“晶格应变”之间的失配程度而变化
晶格应变是由衬底施加的力，它导致材料中的原子相对于它们的正常位置轻微位移
“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方面起着重要的作用，例如诱导超导性，但我们以前无法控制它们的形成，”Kageyama说
氧化物通常是通过高温反应合成的，因此很难控制其晶体结构
在这个实验中使用较低的温度和应变是成功的关键
“我们的团队开发了一种方法，通过简单地施加应变来创建和控制薄膜氧化物中氧空位层的方向和周期性，”Kageyama说
“由于应变能非常大，高达数千摄氏度，我们可以用它来稳定新的结构，否则不会形成新的结构
" Kageyama说，研究氧化膜厚度或反应温度和时间的变化如何影响氧空位层的取向和周期性是很有意思的
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