一种研究固态金属氧化物缺陷化学的物理方法
材料科学
2021-10-15 v1
摘要
固态氧化物缺陷化学的研究对于理解氧化还原过程具有核心重要性。这可以通过测量电导率随氧分压的变化来实现，传统上采用缓冲气体混合物或基于氧化锆的氧泵来建立氧分压。然而，该方法存在一些局限，例如在某些中等压力区域难以调控氧分压，或者可能因气体掺入氧化物或通过多相催化与表面反应而影响氧化还原过程。本文提出一种替代性物理方法，在超高真空腔内通过通入纯氧来控制氧分压。为监测所研究氧化物的电导率，我们采用专用的四探针测量系统，其依赖于施加极小的交流电压，并结合使用高灵敏度静电计进行锁相数据采集，从而将电化学极化或电还原及降解效应降至最低。通过分析模型材料SrTiO3，我们证明在同时进行电导率弛豫(ECR)和高温平衡电导率(HTEC)测量时，其特征氧化还原行为可与理论良好吻合。我们表明，使用纯氧可直接分析特征氧剂量，这为详细分析氧化还原过程的表面化学提供了多种视角。
引用
@article{arxiv.2011.06877,
title = {A physical method for investigating defect chemistry in solid metal oxides},
author = {Christian Rodenbücher and Carsten Korte and Thorsten Schmitz-Kempen and Sebastian Bette and Kristof Szot},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.06877},
year = {2021}
}
备注
25 pages