通过高分辨率传输电子显微镜在不同度下直接观察氧气空位的顺序演变在氧化中
Yong Ding1, Yuzi Liu2, Yu Chen1
1School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332-0245, USA.
电子束辐射诱导氧气空位在氧化中排序,形成新的结构,如CeO1.825和CeO3. 这些有序结构显示了晶格扩张,并可以转化为其他晶体相.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态化学 固态化学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 氧化 (ceria) 是催化和固体氧化物燃料电池的关键材料.
- 氧气空缺显著影响的特性.
- 了解氧气空位排序对于材料设计至关重要.
研究的目的:
- 研究在电子束辐射下氧氧氧化物中氧气空位排序结构的形成和演变.
- 描述由此产生的晶体结构及其与空隙度的关系.
- 为了探索氧化纳米晶体的结构转变.
主要方法:
- 高分辨率传输电子显微镜 (HRTEM) 用于原子尺度成像.
- 图像模拟以支持结构识别.
- 用300keV的电子束辐射来诱导缺陷.
- 可变温度观察到200°C的温度.
主要成果:
- 氧空位排序结构,包括CeO1.825,CeO1.75,和Ce2O3,被诱导在氧化粒中.
- 从谷物表面向内观察到氧气空隙度的梯度.
- 化物型Ce2O3纳米晶体在不受约束时转化为A型三角形结构.
- 格子扩张证实了氧气空隙度的增加,由堆叠故障补偿.
结论:
- 电子束辐射是一种有效的方法,可以在氧化中诱导有序的氧空位结构.
- 已识别的结构及其转换提供了关于ceria缺陷化学的见解.
- 这些发现有助于理解可降解氧化物的结构性质关系.
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