二氧化钒(VO2)是一种具有广泛运用前景的强关联过渡金属氧化物质料,最显著的特色是在68℃时具有4到5个量级的绝缘—金属相变性子,其各种光电功能特性均与其相变密切干系,然而其相对过高的相变温度成为其实际运用的一大瓶颈问题。探索有效的相变调控方法来降落相变温度对推动其实际运器具有主要意义。
传统的氢化掺杂技能依赖于高耗能的温度和压力等条件,又需昂贵的贵金属催化剂,且氢化后的材料表面沉积的催化金属还难以去除,这些不利成分成为制约二氧化钒氢化相变调控和运用的障碍。
科研职员将具有得当功函数的金属颗粒和二氧化钒薄膜打仗后放入酸溶液中,创造了它们迅速被氢化同时诱发相变。这种相变过程具有极其快速的扩散效应,因而仅用极小的金属颗粒(直径1mm)就可以使直径2英寸的二氧化钒外延薄膜抗堕落并金属化,从而达到类似于“点石成金”的“化堕落为神奇的点铁成氢”的效果。进一步研究创造,该策略还可以实现更多氧化物质料例如二氧化钛(TiO2)的掺杂加氢,验证了这一“点石成金”掺杂技能的普适性。
这一成果打破了传统的掺杂技能利用高温、高压以及贵金属催化的办法,发展了一种能更好兼容常规温和环境的掺杂办法,且操作简便本钱极为低廉,对开拓新型的功能材料与器件,促进根本理论的发展都有主要意义。 (吴长锋)