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氢掺杂增强CoFe2O4的磁化性能
发布时间：2023-03-24     作者：zhn   分享到：

氢掺杂增强CoFe2O4的磁化性能

科研人员采用了离子液体门控(ILG)方法实现**的H掺杂以增强磁化。ILG通过施加正电压将质子插入材料中，同时导致电子掺杂以保持电荷中性。


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图1. 离子液体门控诱导尖晶石CFO的质子插层和结构演化

（图片来源：Adv. Funct. Mater.）


研究人员使用脉冲激光沉积在Nb掺杂SrTiO3 (STO)和纯STO衬底上制备了CFO薄膜，并对其进行ILG。在此过程中，离子液体N,N-二乙基-N-甲基-N-(2-甲氧乙基)铵基双(三氟甲磺酰)亚胺(DEME-TFSI)内的残余水通过外加电压被电解成质子和羟基，产生的质子积聚在样品表面。使用二次离子质谱(SIMS)对原始和门控CFO薄膜中的H+离子浓度进行深度剖面测量，结果表明门控样品中的氢浓度明显提高。
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图2. ILG诱导氢掺杂对CFO磁化性能的影响

（图片来源：Adv. Funct. Mater.）

通过密度泛函理论(DFT)计算揭示了在HCFO中Co阳离子和Fe阳离子增强磁化的潜在机制。研究人员对氧离子周围与质子结合的两种**的阳离子占位进行进一步考虑，计算结果表明，氢原子的加入导致了氢离子与氧离子之间的直接成键，与局部晶格变形和电荷掺杂有关。


总之，本工作通过ILG将电场诱导的氢掺杂到CFO薄膜中，实现了**H掺杂。为通过在CFO薄膜中掺杂氢从而实现磁化性能增强提供了一种新的实用途径。


原文链接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.202212298

原文作者：

Zhuolu Li, Yingjie Lyu, Zhao Ran, Yujia Wang, Yang Zhang, Nianpeng Lu, Meng Wang, Michel Sassi, Thai Duy Ha, Alpha T. N’Diaye, Padraic Shafer, Carolyn Pearce, Kevin Rosso, Elke Arenholz, Jenh-Yih Juang, Qing He, Ying-Hao Chu, Weidong Luo, and Pu Yu

DOI: 10.1002/adfm.202212298

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[C12Im]TS
1-十二烷基咪唑对甲苯磺酸盐1-DodecylImidazoliumTosylate
[C12m]TfS
1-十二烷基咪唑三氟甲磺酸盐1-DodecylImidazoliumtriFluoroMethaneSulfonate
[C12Im]NO3
1-十二烷基咪唑硝酸盐1-DodecylImidazoliumNitrate
[C12Im]Ac
1-十二烷基咪唑醋酸盐1-DodecylImidazoliumAcetate
[C12Im]TfAc
1-十二烷基咪唑三氟乙酸盐1-DodecylImidazoliumtriFluoroAcetate
[S1Y2S3Im]X
N1,N3-双对称取代咪唑型
[(iC3)2Im]X


[(iC3)2Im]Cl139143-09-21,3-二异丙基咪唑氯盐
[(iC3)2Im]BF4286014-34-41,3-二异丙基咪唑四氟硼酸盐
[(CNC1)2Im]X






[M2XIm]X


[M2ClIm]Cl37091-73-92-氯-1,3-二甲基咪唑氯盐
[M2ClIm]BF4153433-26-22-氯-1,3-二甲基咪唑四氟硼酸盐
[M2ClIm]PF6101385-69-72-氯-1,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐
[M2FIm]PF6164298-27-52-氟-1,3-二甲基咪唑六氟磷酸盐