通过扩散控制的 NaxAlB14 组成调控
材料科学
2025-07-25 v1
摘要
通过高压扩散控制（HPDC）实现了 NaxAlB14 中 Na 的均匀分布，该方法通过在高压下增强扩散以促进 Na 的脱嵌，再进行后续退火处理。具有非化学计量 Na 组成的 NaxAlB14 在热力学上是不稳定的，而常规固态反应则通常会形成化学计量 NaAlB14 和副产物。虽然 HPDC 本身通常会导致浓度梯度，但有意识地在 Na 移除过程完成前中止，然后进行退火，即可实现整体均匀的组成。这使得可在广泛的 Na 浓度范围内考察其结构和电子性质。随着 Na 含量的降低，电导率增加，光学带隙趋于收窄。NMR 测量显示，费米能级处的态密度增加，这与 DFT 计算预测的硼元素相关的带内态一致。发现特定位置的硼空位可生成靠近带隙中心的深电子态，这可以解释实验观察到的光学带隙减小。这些结果表明，扩散控制方法可有效应用于合成具有可调组成的共价框架中的无定形物。进一步地，这为通过控制 Na 的提取并诱导缺陷形成，设计具有可调电子性质的功能性硼化物材料提供了基础。
引用
@article{arxiv.2507.18008,
title = {Compositional Tuning in NaxAlB14 via Diffusion Control},
author = {Mihiro Hoshino and Suguru Iwasaki and Shigeto Hirai and Yoshihiko Ihara and Tohru Sugahara and Haruhiko Morito and Masaya Fujioka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.18008},
year = {2025}
}
备注
14 pages, 4 figures