纳米二氧化钛(TiO2)因具有优异的光电特性,在光催化、新型太阳能电池等领域被广泛研究。然而,却鲜有纳米TiO,或者其它低价钛氧化物的合成及其物性探索方面的报道。而Ti-O层的基本物性研究对界面超导的理解和探索具有重要意义。界面效应在界面超导中起决定性的作用,超导特性可以通过界面电荷重新分布来增强甚至产生,因此要求在材料设计和制备方面具有良好界面工程控制。
近日,中国科学院上海硅酸盐研究所黄富强研究员课题组与北京大学、浙江大学和密苏里大学堪萨斯分校合作研究,在Ti?O体系新奇物性探索方面取得新进展。该团队首先通过可控还原技术制备纳米TiO,再采用表面氧化策略调控界面效应,获得了二元Ti?O体系中最高的超导转变温度(11K)。相关研究成果以“Nano Titanium Monoxide Crystals and Unusual Superconductivity at 11 K”为题近期发表于国际著名材料科学期刊Adv. Mater.2018, 30, 1706240(DOI: 10.1002/adma.201706240)上,论文共同第一作者为上海硅酸盐所在读研究生徐吉健、王东和无机材料分析测试中心姚鹤良工程师,论文通讯作者为黄富强研究员。该工作已申请中国发明专利(201710131497.4)。
为了构筑可控界面,研究团队通过镁金属可控还原制备得到纳米TiO颗粒,再进一步氧化构建TiO@TiO1+x核壳结构。TiO为从金红石型二氧化钛衍生而来的系列亚氧化钛(TinO2n-1)中的一种,而这系列亚氧化钛具有类似的晶胞参数,预示着系列Ti?O化合物之间可以精准构筑晶格匹配的连续界面。基于电子能量损失谱(EELS)分析,O/Ti摩尔比沿非晶层(~5nm)的径向方向从1.0到1.9呈正线性变化,表明界面连续。同时,磁性和电子输运测量证实,TiO@TiO1 + x具有11K的超导转变温度,是一种在2K下具有65 Oe的较低临界场的第二类超导体。这也是首次在二元Ti?O系统中观察到超过10K的超导特性。此外,这种固相法构建超导界面策略具有广泛的普适性,易于拓展至钒、铌等其它NaCl结构的氧化物体系。
黄富强研究员课题组自2012年初即开展黑色二氧化钛等Ti?O体系的基础研究,并取得系列创新成果。基于电子结构的带阶设计,利用热力学原理,发展出氧空位产生、二步元素掺杂等合成黑色氧化钛的新方法,获得原创的具有<结晶核@非晶壳>结构的黑色纳米TiO2,实现了宽太阳光谱响应、高载流子分离迁移率、以及功函数可调等特性,光吸收覆盖整个太阳光谱的90%(远优于一般文献报道的30%),解决了非金属元素高浓度掺杂的科学难题。在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.等期刊上发表论文30余篇,他引3500余次,4篇文章入选ESI高被引论文;受邀为Chem. Soc. Rev.、Adv. Energy Mater.等期刊撰写综述论文。
上述系列研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院和上海市科委等项目的资助。
纳米TiO@TiO1+x制备示意图
纳米TiO@TiO1+x超导特性
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
上海硅酸盐所在Ti-O体系新奇物性研究方面取得新进展_上海硅酸盐研究所
上海硅酸盐研究所 免费考研网/2018-05-05
相关话题/纳米 结构 论文 电子 设计
上海硅酸盐所在亚稳相MoS2的制备、结构解析及基本物性研究方面取得新进展_上海硅酸盐研究所
以MoS2为代表的层状过渡金属硫化物(TMDs)是继石墨烯之后的二维材料新星,其具有可调节的半导体电子结构、高载流子迁移率、量子自旋霍尔效应和谷磁电效应等一系列奇异的物理特性,引起了科学家极大的研究兴趣。单层或少层MoS2可广泛应用于开发下一代场效应晶体管、光电探测器和传感器等高性能纳米器件。MoS ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05《无机材料学报》召开第二届优秀论文评审会_上海硅酸盐研究所
3月8日,《无机材料学报》编辑部在中国科学院上海硅酸盐研究所嘉定园区召开第二届优秀论文评审会议,遴选出具有代表性的学术论文,以鼓励引导更多高质量论文投稿,扩大学报学术影响力。上海硅酸盐所陈立东研究员、董显林研究员、董绍明研究员、王士维研究员、任国浩研究员、杨勇研究员等作为专家参加评审。评审会由编辑部 ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05上海硅酸盐所在肿瘤介入治疗支架表面设计方面取得系列进展_上海硅酸盐研究所
恶性梗阻是指中晚期癌症患者体内肿瘤填塞、压迫血管、消化管等重要的通道造成的梗塞,会给病人带来极大的痛苦,严重影响其生存质量。目前,临床通常采用介入治疗方式,将网状镍钛合金支架置于病灶,撑开肿瘤,恢复管腔通畅。支架可分为裸支架和药物洗脱支架,裸支架无抗癌功能,植入人体后,由于肿瘤侵袭,易发生再阻塞;药 ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05上海硅酸盐所提出纳米催化医学研究新方向并在Chemical Society Reviews上发表Tutor..._上海硅酸盐研究所
近期,中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员和陈雨研究员带领的研究团队在国际权威综述学术期刊ChemicalSocietyReviews(影响因子:38.618)发表综述论文(“Nanoparticle-TriggeredIn-SituCatalyticChemicalReactionsforTum ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05法国国家科研中心电子微纳技术研究所与瓦朗谢纳大学Denis Rémiens教授访问上海硅..._上海硅酸盐研究所
1月5日,应中国科学院无机功能材料与器件重点实验室王根水研究员和董显林研究员的邀请,法国国家科研中心电子微纳技术研究所CNRS-IEMN(CentreNationaldelaRechercheScientifique-InstitutofElectronique,Microélectroniquea ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05上海硅酸盐所在n型高性能类金刚石结构热电材料研究中取得重要进展_上海硅酸盐研究所
近年来,随着一些热电输运新效应和新机制的提出和发展,许多新的高性能热电材料体系相继被发现。其中,类金刚石结构化合物由金刚石结构衍生而来,由于构成元素的原子半径和化学价态不同,材料的晶格发生扭曲,从金刚石的立方结构转变为非立方结构。类金刚石结构化合物的本征低热导率和可调控的电学性能使其有望成为优异的热 ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05上海硅酸盐所承办全国第三届大学生微结构摄影大赛暨材料显微结构学术论坛_上海硅酸盐研究所
12月10-11日,第三届全国大学生微结构摄影大赛暨材料显微结构学术论坛在中国科学院上海硅酸盐研究所举行。上海硅酸盐所副所长杨建华,上海交通大学材料学院院长孙宝德,中国电子显微镜学会常务副理事长杨勇骥,上海交通大学材料学院党委副书记徐亦斌,上海硅酸盐所研究生部主任周智为、副主任陆彩飞,以及来自全国十 ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05上海硅酸盐所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室召开第六届学术委员会第四次会议_上海硅酸盐研究所
11月16日,高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室第六届学术委员会第四次会议在中国科学院上海硅酸盐研究所召开。会议由实验室学术委员会主任、中国工程院院士江东亮主持。中国科学院院士赵东元、中国工程院院士袁渭康、中国工程院院士薛群基、中国科学院院士沈保根、中国科学院院士魏炳波,李晓光教授、陆卫研究员、张荻 ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05上海硅酸盐所结构陶瓷与复合材料工程研究中心开展2017年度第二次青年学术交流活动_上海硅酸盐研究所
11日15日,中国科学院上海硅酸盐研究所结构陶瓷与复合材料工程研究中心举行了2017年度第二次青年学术交流活动,中心副主任曾宇平研究员和刘学建研究员共同主持了报告会,近40名青年科研人员和研究生参加了交流活动。 报告会上,夏咏峰、姚冬旭、艾飞、杨金晶、陈健、刘桂玲、黄毅华、张辉、朱云洲、黄健、何平 ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05上海硅酸盐所承办第300期东方科技论坛学术研讨会“纳米生物材料与生物医学应用”_上海硅酸盐研究所
11月1-2日,由上海市人民政府、中国科学院和中国工程院主办,中国科学院上海硅酸盐研究所承办的第300期东方科技论坛“纳米生物材料与生物医学应用”学术研讨会在上海沪杏科技图书馆举行。本次研讨会由上海硅酸盐所施剑林研究员和陈航榕研究员共同担任论坛执行主席,上海硅酸盐所副所长王东、曹红梅,所长助理、科技 ...上海硅酸盐研究所 上海硅酸盐研究所 免费考研网 2018-05-05