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首次成功通过光照移动晶体中的氧并对其直接观察!有望用于燃料电池开发

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摘   要:研究小组通过用光照射一种具有双钙钛矿结构的特殊陶瓷材料,首次成功地在室温下使氧化物离子在晶体中转移,并对其进行了直接观察,这是一种基于全新原理的氧化物离子的驱动方法,有望为利用光能的燃料电池和二次电池等的开发带来新的发展机遇。

关键字:燃料电池、二次电池、电子转移、超快电子衍射法、超快瞬态反射法、陶瓷材料、氧化物离子

 

 

概要

 

迄今为止,许多文献报告了通过光照射物质,可以自由改变电子在晶体中转移的难易度(电流的易流动性)的现象。但是,对于比电子重的离子,很少观察到该现象,特别是比电子重1万倍以上的氧化物离子(氧的阴离子),更是尚未观察到其在物质中移动的现象。

 

本研究中,通过用光照射一种特殊的陶瓷材料,成功地在室温下使氧化物离子瞬间(时间尺度为万亿分之一秒或更短)转移,这是世界上首次直接确认了这种情况。

 

该成果的实现结合了超快电子衍射法(可以以万亿分之一秒的时间分辨率直接观察到固体物质中原子和分子的运动),超快瞬态反射法(可以以10万亿分之一秒的时间分辨率观察到固体物质中电子的运动),以及考虑了光照射影响的密度泛函理论计算(以量子力学为基本定律,求出物质的各种性质的计算方法)。

 

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