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纳米氧化物功能化中的缺位化学

李广社  李莉萍  郑菁  
【摘要】:简要概述了纳米氧化物缺位化学的最新研究进展,旨在通过对纳米功能化和纳米结构的深刻认识,创制新功能,推动纳米氧化物在稀磁半导体、巨介电和白光材料等能源领域的应用.结合我们最新的系列研究结果,着重介绍纳米氧化物的晶体结构和缺位结构的关系和相关发展趋势,进而揭示其在性质调控方面的协同效应.本文主要分以下三部分:(1)以TiO2为模型氧化物,介绍体相材料的基本结构特征,突出结构多型体在电子结构调控中的作用,并为纳米氧化物的结构及其本质的认识提供重要参考和基础;(2)介绍纳米氧化物有别于体相材料的主要结构特征,提出新的缺陷概念,指出纳米氧化物是一种特殊固体材料,即纳米颗粒内部是一种完整晶格,而表面则存在着缺陷偶极强相互作用,并对纳米颗粒的内部晶格施加"负压力";(3)通过把缺陷概念扩展到组装结构或多组分氧化物纳米材料,创制巨介电和白光新功能,在此过程中,表面缺陷和表面极化起到捕获电子或电子局域化等关键作用.可以预计,未来对纳米氧化物缺位化学的认识将更加深入,可望获得更多的新功能,为能源相关的技术应用提供越来越多的新型纳米氧化物材料.

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