Nickel oxide-based heterostructures with large band offsets
我们目前的研究结果的异质结构的基础上的p型氧化镍（NiO）与n型氧化物半导体氧化锌（ZnO）和氧化镉（CdO）的电子输运。NiO是应用于（光）电子器件的理想候选物。然而，由于其小的电子亲和势，异质结与大多数n型氧化物半导体表现出导电和价带偏移在异质界面超过1 eV。ZnO/NiO结表现出所谓的II型能带排列，使得电子-空穴复合成为电流可以垂直流过该结构的唯一过程。然而，这些异质结显示出在有效的光电子器件中具有实际用途，如在此通过我们的UV转换透明太阳能电池所例示的。这些器件尽管具有高转换效率，但存在两个连接到II型界面的光激活复合通道，我们在这里更详细地识别和分析其中之一。此外，CdO/NiO接触进行了研究-异质结构，甚至更大的带偏移，从而实现III型带对齐。这种情况在理论上使一个2维电子系统的拓扑保护状态组成的发展。我们目前的实验表明，CdO/NiO异质结构确实主机的导电层，在这两种材料中不存在时，分别研究。
2019-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Light absorption and emission by defects in doped nickel oxide
氧化镍是一种用途广泛的p型半导体氧化物，在光电器件中有许多应用，但通常需要高掺杂浓度才能实现必要的导电性。与许多其他透明氧化物半导体相比，即使是中等水平的NiO掺杂也会导致可见光谱范围内的显著光吸收，从而限制了材料的应用范围。这种相关性已经在文献中被广泛报道，但其起源至今仍不清楚。这项工作结合了各种NiO样品的光学性质的实验数据与混合密度泛函理论计算的结果。结果表明，强的电子-声子相互作用导致电子从价带最大值到缺陷态的跃迁相对于热力学电荷跃迁能级发生明显的蓝移（0.6-1 eV）.这基本上使得NiO通过已经在中等掺杂水平下的缺陷带形成而成为窄隙半导体，对于大约1 eV的光子能量具有强的光吸收。计算也被证明是完全符合实验数据的缺陷相关的发光NiO。
2022-05-05 cond-mat.mtrl-sci
Initial stages of nickel oxide growth on Ag(001) by pulsed laser deposition
采用脉冲激光沉积法在Ag（001）衬底上制备了亚单层的氧化镍薄膜，并用扫描隧道显微镜和X射线光电子能谱学对薄膜进行了原位表征。我们观察到的薄膜的准二维生长，并清楚地确定了几种缺陷，如嵌入式金属镍簇，特别是氧原子，即使在深入到基板。这些起源于Ni和O超热射弹，以及从NiO的目标激光烧蚀过程中形成的NiO集群。这些缺陷在延长薄膜生长的成核阶段中起着成核点的作用。
2010-09-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Dimensionality Control of Electronic Phase Transitions in Nickel-Oxide Superlattices
在具有强关联电子的材料中，集体量子相之间的竞争敏感地依赖于电子系统的维数，这难以通过标准固态化学来控制。我们已经制造了超晶格的顺磁性金属LaNiO3和宽禁带绝缘体LaAlO3原子精确的层序列。使用光学椭圆偏振和低能量μ子自旋旋转，超晶格与LaNiO3薄的两个单元电池示出经历一系列的集体金属绝缘体和反铁磁转变作为降低温度的函数，而样品与较厚的LaNiO3层保持金属和顺磁性在所有温度下。因此，金属氧化物超晶格允许控制相关电子系统的维度和集体相行为。
2011-11-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Three-fold Constructive Perturbation for Significant Enhancement in Field Emission from Nickel Oxide Nano-Thorn
本文报道了一种高效稳定的氧化镍纳米结构场发射。已发现器件几何形状和表面微（纳米）结构的修改有助于解决实现高效FE的瓶颈。在阈值和开启场方面，在使用简单的水热技术制造的氧化镍纳米片（NiO-NPs）中观察到三个数量级的更好的电子FE。在非常平坦的导电表面（FTO涂覆的玻璃）上生长的均匀且垂直对齐的NiO-NP结构在薄片的顶部边缘上显示出尖锐的针状结构。这些超细结构在场发射中起主要作用，以在如此低的开启场开始。用Fowler-Nordheim（FN）方程拟合有限元数据（J-E图），得到阈值场强和场增强因子分别为3 V/mm和$\sim$ 5 $\times$ 10 $^6$。
2017-05-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
On the effect of Ti on Oxidation Behaviour of a Polycrystalline Nickel-based Superalloy
钛通常被添加到镍超合金中，但对抗氧化性具有有据可查的有害影响。目前的工作构成了第一个原子尺度的定量测量晶界和块体成分的氧化物规模的当前一代多晶镍高温合金通过原子探针断层扫描进行。钛被发现是特别有害的氧化皮生长通过晶界扩散。
2018-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Spin - Phonon Coupling in Nickel Oxide Determined from Ultraviolet Raman Spectroscopy
氧化镍（NiO）已被广泛研究用于从电化学到太阳能电池的各种应用[1，2]。近年来，NiO作为自旋电子器件的反铁磁（AF）绝缘体材料引起了广泛关注[3-10]。理解NiO中的自旋-声子耦合是其功能化的关键，并且使AF自旋电子学能够实现超高速和低功耗的承诺[11，12]。然而，尽管其作为示例性AF绝缘体和用于研究相关电子系统的基准材料的状态，但关于NiO中的自旋-声子相互作用和相关的能量耗散通道知之甚少。此外，对于NiO中电子、声子和磁振子能量的实验值和理论值之间的巨大差异存在长期争议[13-23]。这种知识的差距是由NiO光学选择规则，高尼尔温度和在可见光拉曼光谱中的磁振子带的主导地位，这排除了传统的方法来研究这种相互作用解释。在这里，我们表明，通过使用紫外（UV）拉曼光谱可以提取NiO中的自旋-声子耦合系数。我们建立了与其他材料不同的是，Ni原子的自旋与纵向光学（LO）声子的相互作用比与横向光学（TO）声子的相互作用更强，并对声子能量产生相反的影响。自旋-声子耦合的特性与密度泛函理论计算的趋势一致。所获得的结果揭示了AF绝缘体中自旋-声子耦合的本质，并可能有助于开发创新的自旋电子器件。
2017-10-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Anti-damping spin transfer torque through epitaxial Nickel oxide
制备了高质量的MgO（001）[100]/Pt（001）[100]/NiO（001）[100]/FeNi/SiO2外延薄膜，研究了NiO反铁磁绝缘层中的自旋输运。通过自旋霍尔效应从Pt注入自旋电流下的FeNi的铁磁共振测量揭示了铁磁共振线宽的变化取决于自旋电流注入的量。结果可以解释为存在通过NiO的角动量转移。我们在外延NiO中观察到的高效角动量转移可以归因于注入自旋电流的反铁磁磁矩和自旋量子化轴的明确取向。
2015-02-12 cond-mat.mtrl-sci
Electrochromism of Ni-deficient nickel oxide -- Theoretical justification
新型电致变色材料和设备的发展，如智能窗户，对现代社会的能源效率产生了巨大的影响。这项技术的关键材料之一是氧化镍。缺镍NiO表现出阳极电致变色，其机理尚不清楚。使用DFT+U计算，我们表明，Ni空位产生的结果在形成的空穴极化子定位在两个氧原子旁边的空缺。在Li插入或注入额外的电子到Ni不足的NiO中时，一个空穴被填充，并且空穴双极化子被转换成空穴极化子，其良好地定位在一个O原子处。此外，计算出的吸收系数表明，锂插入/提取或更确切地说，添加/去除额外的电子到Ni不足的NiO可以导致氧化（着色）和还原（漂白）状态之间的切换。因此，我们的研究结果提出了一个新的机制，镍缺乏NiO电致变色不相关的Ni 2 +/Ni 3+的转变，但在氧p-态的空穴极化子的形成和湮灭的基础上。
2021-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Covalency, double-counting and the metal-insulator phase diagram in transition metal oxides
动力学平均场论计算表明，对于后过渡金属氧化物的莫特/电荷转移过渡的一个关键变量是d-电子的数量，这是由氧离子的电荷转移。绝缘行为被发现只为一个狭窄的范围内的d-占有，不管d内库仑排斥的大小。结果是有用的，在解释“密度泛函+U”和“密度泛函加动力学平均场”的方法中，额外的相关性被应用到一组特定的轨道和一个重要的作用是由“双重计数校正”，它规定了这些相关轨道的占用。一般的考虑，并说明了两个代表性的过渡金属氧化物系统的计算：层状钙钛矿铜基的“高Tc”材料，一个轨道非简并电子准二维系统，和赝立方稀有nickelates，一个轨道简并电子三维系统。密度泛函计算产生d-occupational非常远离莫特金属-绝缘体相边界的镍酸盐材料，但更接近它的铜酸盐，表明的敏感性的铜酸盐的理论模型的选择双重计数校正和证实的关键作用，晶格畸变在实现实验观察到的绝缘相的镍酸盐。
2012-11-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Neutron Scattering Signature of Phonon Renormalization in Nickel (II) Oxide
声子准粒子与电子自旋自由度的相互作用物理学，导致不寻常的自旋和热输运现象，几十年来一直是人们持续关注的主题。尽管自旋-声子耦合在输运过程中起着关键作用，但它对声子系统的影响，特别是声学声子性质，迄今为止还很难解释。通过非弹性中子散射和第一性原理计算，在典型的共线反铁磁氧化镍中发现了声学声子的反常散射谱强度，揭示了强的自旋-晶格关联使声学声子的极化重正化.特别是，一个明确的磁散射签名的测量中子散射强度从声学声子证明其动量传递和温度依赖性。用修正的磁振散射截面成功地模拟了反常散射强度，表明存在声子驱动的自旋旋进。声子本征矢的重正化可以用横声学声子对中子散射的“几何禁戒”强度来表示。重要的是，本征矢量重整化不能用磁致伸缩来解释，而是由声子和离子的局部磁化之间的耦合引起的。
2022-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Thermal conversion of ultrathin nickel hydroxide for wide bandgap 2D nickel oxides
本研究针对大尺寸二维过渡金属氧化物稀缺的问题，以超薄氢氧化镍为前驱体热转化合成了大畴尺寸宽带隙二维氧化镍，并系统表征了转化过程的结构形貌变化及产物电子结构，拓展了二维过渡金属氧化物家族。
2024-04-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Crystal Structure-Based Multioutput Property Prediction of Lithium Manganese Nickel Oxide using EfficientNet-B0
提出基于 EfficientNet-B0 的晶体结构图像多输出模型，可同时预测 LMNO 的能量、带隙、晶系与空间群，并取得高预测精度。
2024-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Electron-phonon mediated superconductivity in La$_6$Ni$_5$O$_{12}$ nickel oxides
Laboratoire CRISMAT, CNRS UMR 6508, ENSICAEN, Normandie Université（卡昂国立高等化学学院，诺曼底大学）；Unite Mixte de Physique, CNRS, Thales, Université Paris Sud, Université Paris-Saclay（巴黎南大学，巴黎萨克雷大学）
研究揭示La$_6$Ni$_5$O$_{12}$中电子-声子介导的超导机制，通过理论模拟发现CBO绝缘相被淬灭后形成金属相，并计算出与实验一致的临界温度。
2024-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-temperature Superconducting Oxide without Copper at Ambient Pressure
本文报道在常压下、无铜的无限层镍氧化物（Sm-Eu-Ca-Sr）NiO₂薄膜中实现高于35 K的超导转变温度，并指出洁净块体晶体有望呈现更高温超导。
2024-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Effect of laser irradiation on the tribological properties of RFsputtered nickel oxide (NiO) thin films
本研究探讨了激光辐照对工业级铝基底上射频溅射NiO薄膜摩擦学性能的影响，发现局部加热能平滑薄膜并改变其化学计量比，进而影响摩擦系数。
2023-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft physics.app-ph
PERSPECTIVE: Emergent phases in rare earth nickelate heterostructures
通过轨道工程预测LaNiO $_3$层中的高$T_c$超导性在过去十五年中已经引起了广泛的研究努力。在此期间，大量的基于具有钙钛矿结构的稀土镍酸盐家族的薄膜和异质结构被合成和探索。在这个简短的角度来看，我们简要地回顾了散装$RE$ NiO $_3$的复杂性，突出了几个最近的研究结果，在异质结构包含$RE$ NiO $_3$和另一种过渡金属氧化物之间的界面的新兴现象。最后，我们概述了潜在的有趣的未来方向与时域动力学利用新的莫特和拓扑相的人工结构的$RE$ NiO $_3$。
2022-02-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Assessing the correlated electronic structure of lanthanum nickelates
采用第一性原理多体方法，结合密度泛函理论、自相互作用修正和动力学平均场理论，研究了镍氧化物系列化合物LaNiO $_3$（formal Ni $(d^7)$）、LaPDMATHABMO NiO $_4$（formal Ni $(d^8)$）和LaNiO $_2$（formal Ni $(d^9)$）.这些不同的镍酸盐的特性，在良好的协议与现有的实验数据，揭示通过采用一个化合物独立的选择当地的库仑相互作用。在$\{d_{z^2},d_{x^2-y^2}\}$类的低能量主导的Ni-$e_g$扇区内的二分法随着Ni $(3d)$在整个系列中填充的增长而上升。介绍了一种用于自旋极化计算的中间耦合方案，该方案导致无限层化合物LaNiO $_2$的Ni有序矩非常弱，与鲁棒矩系统La $_2$ NiO $_4$形成对比.
2021-11-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Structures and Electronic States of Nickel Rich Oxides for Lithium Ion Batteries
本研究通过优化超胞获得LiNiO2新超结构，发现NiO6八面体尺寸和电荷不均化，并用于研究脱锂和Mn替代对LNMO的影响，结果与实验吻合且优于以往研究。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Inelastic Light Scattering Spectroscopy of Magnons and Phonons in Nickel Oxide: Effects of Temperature
我们报告的调查结果的温度依赖性的磁振子和声子频率在NiO。布里渊-曼德尔散射和拉曼光谱的组合使我们能够阐明从布里渊区中心（GHz范围）到区边界（THz范围）的二阶峰的声子和磁振子光谱特征的演变。NiO谱中的磁振子和声子带的温度依赖性行为表明在高于Neel温度（T=523 K）的温度下存在反铁磁（AF）有序涨落或持续的AF状态。调谐激发激光的强度提供了一种用于在不施加磁场的情况下将磁振子的特征与声学声子分离的方法。我们的研究结果是有用的解释的非弹性光散射光谱的NiO，并添加到知识的磁振子的性质非常重要的太赫兹自旋电子器件。
2017-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Imaging Antiferromagnetic Domains in Nickel-oxide Thin Films by Magneto-optical Voigt Effect
Fudan University（复旦大学）；University of California, Davis（加州大学戴维斯分校）；Dalian Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院大连化学物理研究所）；Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Zhangjiang Laboratory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海同步辐射光源张江实验室）；Oakland University（奥克兰大学）；Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures（先进微结构协同创新中心）
通过磁光Voigt效应成像技术，在室温下实现对镍氧化物薄膜中反铁磁域的直接观测，并验证了其反铁磁序来源。
2019-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Review on Giant Magnetoelectric effects in Oxide ferromagnetic/ferroelectric Layered Structures
讨论了层状铁氧体-锆钛酸铅（PZT）和层状镧铈矿-PZT的合成及巨磁电相互作用的观察。在我们的研究中使用的铁氧体包括纯的和Zn取代的钴，镍和锂铁氧体。所使用的铁磁锰氧化物包括钙和锶取代的系统。样品由通过流延获得的10-40 mm厚的膜制备。我们的研究表明，在锰氧化物-PZT和钴锌铁氧体-PZT，和一个巨大的ME效应在镍锌铁氧体-PZT强烈的ME耦合。我们发现Zn辅助增强ME系数的证据，这归因于低各向异性和高磁导率，导致复合材料中有利的磁-机械耦合。
2004-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Virtual Synthesis of Nanoscale Systems with Pre-Designed Properties: Fundamentals and Applications. Chapter 7. Nickel Oxide Quantum Dots and Polymer Nanowires
虚拟（即，基本的多体（基于量子理论的、计算的）合成方法用于建立约30个非化学计量的纳米系统的电子模板，所述纳米系统由镍和氧原子组成，并且线性尺寸在约6 nm至6 nm的范围内。在这种结构中，柔性和可拉伸的Ni-O键可容纳各种Ni与O原子的比例，以及反铁磁和铁磁自旋排列。取决于合成条件，由多达14个原子组成的较小的Ni-O量子点（QD）可能具有两种类型的自旋取向，而量子限制的准一维Ni-O纳米线（QW）似乎是具有反铁磁自旋取向的纳米聚合物。Ni-O键的柔性和自旋重排的相关容易性可以促进物理机制，当这种Ni-O量子点和量子线（QDW）在某些热化学条件下与表面或彼此相互作用时，该物理机制导致交换偏置的发展或损失。这些结构和组成的灵活性由QDW的分子静电势（MEP）和电子能级结构（ELS）反映。特别是，所研究的Ni-O系统的直接光学跃迁能（OTE）可以在一个数量级内变化，并且它们的电子和磁性可以通过与合成条件、量子限制的结构和组成的操纵来微调以匹配应用要求。已开发的电子模板可应要求提供。
2012-09-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Theory of layered-oxide cathode degradation in Li-ion batteries by oxidation-induced cation disorder
本文提出层状氧化物正极中阳离子无序形成的自由能模型，解释氧化与静电力如何驱动镍缺陷进入体相，并通过循环模拟揭示降低电压截止可减轻退化。
2022-11-28 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Magnetoelectric Effects in Ferromagnetic Metal-Piezoelectric Oxide Layered Structures
研究了铁磁合金和压电陶瓷锆钛酸铅（PZT）三层膜中磁电耦合的频率特性。研究的铁磁相包括坡门杜尔，一种具有高磁致伸缩的软磁体，铁，镍和钴。低频数据的ME电压系数与偏置磁场表明强耦合只有三层与permendure或镍。ME电压的频率依赖性的测量揭示了一个巨大的机电耦合在机电谐振。横向场的ME相互作用比纵向场强一个数量级。在共振时的最大电压系数为90 V/cm Oe的测量样品与镍或permendure，是三个数量级高于低频值。
2004-01-30 cond-mat.mtrl-sci
Nickel-cobalt-titanate thin films - new sustainable magnetic oxides
采用脉冲激光沉积法在蓝宝石衬底上生长了单相镍钴钛酸盐薄膜，其化学式为A1+ 2xTi 1-xO 3，其中A为Ni 2+，Co 2+，-0.25<x<1。有一个大的窗口，其中Ni/Co比和x都可以独立选择。在原型钛铁矿和钛铁矿结构中，三分之一的八面体是空的。报道的结构是通过填充空位（x>0）或清空填充的（x<0）八面体获得的。当x = 1时，所有的八面体都被填满。确定了控制磁性和晶体畸变的两个因素。首先是相邻阳离子d轨道之间的直接重叠，导致阳离子之间的键形成和磁相互作用。这是最清楚地揭示为晶体畸变的x约为0的组合物与大约等量的Ni和Co：畸变的x约为0的化合物是一个函数的Ni/Co比。第二个因素是x，它控制着阳离子向空八面体的移动。通过X射线衍射和拉曼光谱发现，随着Ti含量的降低，位移减小，对称性增加。当所有的八面体被填充时，阳离子优选八面体中心位置。与钛铁矿结构相比，阳离子的数密度也增加了50%。在x=1和x=0的化合物之间的Ni/Co阳离子的数密度比为3。拉曼和X射线衍射数据收集的样品与x = 1或接近1解释的P63/mmc空间群。
2016-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced activity in layered-metal-oxide-based oxygen evolution catalysts by layer-by-layer modulation of metal ion identity
本研究发现，相较于均匀组分或均相混合，钴镍氧化物片的逐层排列能大幅降低析氧过电位，且层状催化剂内金属离子的原子预组装对催化效率的提升比整体组分更关键。
2025-04-29 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Stress-driven oxidation chemistry of wet silicon surfaces
利用第一性原理分子动力学模拟研究了湿态条件下Si（001）表面羟基化自然氧化层的形成。发现水分子在氧化表面上吸附和解离，导致Si-O键断裂，并产生用于被溶解的分子氧或过氧化氢分子攻击的反应位点。拉伸应变被发现，以提高解离吸附水的驱动力，这表明类似的反应可能是负责环境驱动的亚临界裂纹在硅中的扩展。
2009-04-14 cond-mat.mtrl-sci
Passivation-induced physicochemical alterations of the native surface oxide film on 316L austenitic stainless steel
采用飞行时间二次离子质谱、X射线光电子能谱学、原位光电流谱和电化学分析相结合的方法研究了316 L不锈钢表面氧化膜电化学钝化后的物理化学变化。所制备的表面被约2nm厚的混合（Cr（III）-Fe（III））和双层羟基化氧化物覆盖。内层高度富集Cr（III），外层则不那么富集。钼主要以Mo（VI）的形式集中在外层。镍仅以痕量水平存在。这些内层和外层分别具有3.0和2.6-2.7 eV的带隙值，并且氧化物膜将表现为绝缘体。在硫酸溶液中的电化学钝化导致Fe（III）的优先溶解，导致外层的厚度减小并且其在Cr（III）和Mo（IV-VI）中的富集增加。内层的进一步Cr（III）富集导致光活性的损失，并且随着腐蚀电位的阳极偏移和极化电阻增加~4倍而改善了防蚀。钝态时效促进了钝化膜内阻挡层中Cr的富集。
2019-06-13 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Chiral-Induced Spin Selectivity Effect in a 1 nm Thin 1,1'-Binaphthyl-2,2'-diyl Hydrogenphosphate Self-Assembled Monolayer on Nickel Oxide
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Chemnitz University of Technology（开姆尼茨工业大学）；Heidelberg University（海德堡大学）；Merck Electronics KGaA（默克电子股份公司）；University of Freiburg（弗赖堡大学）
本研究利用芳香族低分子量轴向手性有机磷酸衍生物BNP在NiOx/Ni基底上制备约1 nm厚的自组装单层，通过磁导原子力显微镜测量发现高达50-80%的自旋极化率，并利用Fowler-Nordheim隧穿模型解释了高偏压下的自旋相关有效势垒差异。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Reflecting (on) the Nucleation Curve: Negative Surface Energy Stabilizes Nickel Ferrite Nano-Particles in Nuclear Reactor Coolant
我们使用了化学信息的第一性原理方案，计算了氧化镍（NiO）和镍铁氧体（NiFe 2 O 4）的温度依赖性表面能，这两种化合物是已知的沉积在核压水反应堆（PWR）的燃料棒上。这些计算预测负的表面自由能镍铁氧体时，形成的离子在溶液中的PWR条件下的温度，压力和物种浓度。在这些条件下，大块镍铁氧体的热力学产生了从溶解的离子形成固体的自由能的正变化。这些结果和他们的分析，在经典的成核理论提出了一个新的基本关系-反射成核曲线-这揭示了一个以前未认识的方面的理论的相稳定性。这些计算还表明PWR冷却剂中存在稳定的八面体镍铁氧体簇，其在服务条件之外的冷却剂中不会观察到，并且不会通过过滤和目前用于纯化PWR冷却剂的溶剂化离子的捕获的组合来去除。
2015-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Dynamical Mean Field Studies of Infinite Layer Nickelates: Physics Results and Methodological Implications
本文总结了最近的工作多体（超越密度泛函理论）的层状稀土镍酸盐的电子结构，无论是在材料本身的上下文中，并在高温超导（高- $T_c$）层状氧化铜化合物的比较。它旨在概述我们对层状镍酸盐的理解的现状，并展示这些迷人材料的分析如何揭示现代电子结构理论中的基本问题。一个主要的焦点是确定如何在一个广泛的能量范围内定义的相互作用的物理可以被估计和“向下折叠”到一个低能量的理论，将描述相关的自由度上的$\sim 0.5$ eV尺度，可以解决，以确定超导和自旋和电荷密度波相边界，温度依赖的双折射率，和动态双折射率。
2022-01-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Defect chemistry in layered transition-metal oxides from screened hybrid density functional calculations
采用密度泛函理论和Heyd-Scuseria-Ernzerhof屏蔽杂化泛函，对层状氧化物正极材料LiMO $_2$（M=Co，Ni）中本征点缺陷的热力学和输运进行了第一性原理研究.我们发现，LiCoO $_2$具有复杂的缺陷化学，不同的电子和离子缺陷可以存在于不同的合成条件下，和LiCoO $_2$样品的钴反位缺陷可以在锂过量（钴缺乏）的环境下。本文还提出了一个锂过化学计量比LiCoO $_2$的缺陷模型，该模型涉及带负电荷的锂反位和带正电荷的小（空穴）极化子。在LiNiO $_2$中，一定量的Ni $^{3+}$离子经历电荷分离，并且锂层中的镍离子浓度高。调整合成条件可以减少镍反位，但不会消除电荷反位。此外，我们发现，LiMO $_2$不能掺杂$n$ -或$p$ -型;电子传导发生通过跳跃的小极化子和离子传导发生通过迁移的锂空位，无论是通过单空位或双空位机制，这取决于空位浓度。
2014-12-16 cond-mat.mtrl-sci
Nickel Antidot Arrays on Anodic Alumina Substrates
通过在含有纳米孔晶格的阳极氧化铝膜上沉积镍，制备了密度高达10^10 /cm ^2的大面积镍反点阵列。电子显微镜图像显示了高度有序的反点阵列。随着沉积镍厚度的增加，观察到各种尺寸和形状的反点。当外加磁场平行于电流方向时，反点阵列的磁化强度和输运测量都出现了新的特征，包括磁电阻的增强和非单调场依赖性，更大的矫顽场和剩磁，以及更小的饱和场.
2002-08-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
The nickel vacancy acceptor in NiO: doping beyond thermodynamic equilibrium
本文研究了宽禁带p型半导体氧化镍（NiO）中本征点缺陷VNi（镍空位）的温度诱导外扩散和浓度衰减。VNi可以很容易地引入到NiO薄膜中，通过在薄膜生长过程中提供高的氧分压，呈现非化学计量的半导体结构。然而，在生长之后暴露于较低的氧气供应，例如在标准气氛中，通常导致膜电导率的逐渐降低，因为空位浓度平衡。在这项研究中，我们观察到这个过程中原位进行温度依赖性测量的电导率在室温下生长的NiO膜。在420K的温度下排除氧，掺杂水平下降了8倍，而相关的室温直流电导率下降了6个数量级。同时，可以通过电极极化特性的发生间接观察到可移动VNi物种的外扩散。
2020-01-14 cond-mat.mtrl-sci
Emergent electronic landscapes in a novel valence-ordered nickelate with tri-component nickel coordination
通过氧脱插层方法合成了一种具有三组分配位和有序镍价态的新型钐镍酸盐Sm$_{9}$Ni$_{9}$O$_{22}$，该材料展现出强烈的轨道极化、电荷有序和强电子局域化基态，为拓扑转变实现的新材料提供了独特平台。
2023-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen sensing by sol-gel grown NiO and NiO:Li thin films
采用溶胶-凝胶旋涂法在玻璃基片上制备了氧化镍（NiO）和掺锂氧化镍（NiO：Li）薄膜，制备了氢敏元件。研究了薄膜的表面形貌、结构、光学和电学性能。氢传感结果显示了三种工作温度（140、160和180 °C）和合成空气中1000至15000 ppm的氢浓度范围。NiO和NiO：Li（2%和8%掺杂浓度）传感器在180 °C的工作温度下显示出最大响应。当在空气中不同的氢浓度下测试时，锂掺杂的NiO传感器显示出比未掺杂的NiO膜更高的响应。
2014-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Possibility of obtaining atomic metallic hydrogen by electrochemical method
在这项工作中，我们表明，原子金属氢（AMH）的内部形成的烧结氧化物-镍电极的镍镉电池在一个长期的电化学氢化（超过五年）。已确定AMH的密度比液态分子氢的密度高12倍，氢复合的比能比液态氢氧燃料高20倍。在室温下，AMH是良导体，但不是超导体。
2013-12-24 cond-mat.mtrl-sci
A superconducting praseodymium nickelate with infinite layer structure
各种氧化镍化合物因其各种相关电子现象的表现而长期被研究。最近，在Nd $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$的纳米级无限层镍酸盐薄膜中观察到超导性，所述镍酸盐薄膜通过从钙钛矿前体相的拓扑还原而外延稳定在SrTiO $_3$衬底上。本文介绍了在SrTiO $_3$上制备PrNiO $_2$薄膜的方法和性质。在Pr $_{0.8}$ Sr $_{0.2}$ NiO $_2$中掺杂后，我们观察到具有7-12 K转变温度的超导电性，以及在2 K下334 kA/cm $^2$的稳健临界电流密度。这些发现表明，在无限层镍酸盐的超导性是相对不敏感的稀土4 $f$配置的细节。此外，他们激发了探索更广泛的家庭的化合物的基础上的二维NiO $_2$平面，这将使系统的研究超导和正常状态的属性和它们的基本机制。
2020-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Surface Restructuring of Nickel Sulfide Generates Optimally-Coordinated Active Sites for ORR Catalysis
已经发现第一行过渡金属氧化物和硫属化物对于水和O $_2$的相互转化的性能与基于贵金属的催化剂的性能相当。第一行过渡金属离子的高不稳定性导致催化条件下的表面动力学，并导致活性位点结构不同于本体晶格的表面终止所预期的那些。虽然这些表面转化已经在许多金属氧化物上得到了很好的表征，但在电催化条件下较重的硫属化物的表面动力学在很大程度上是未知的。我们最近报道了方沸石Ni $_3$ S $_2$体相支持在良性水性条件下的有效ORR催化，并对电解质阴离子如使Pt中毒的磷酸盐表现出优异的耐受性。在这里，我们结合电化学，表面光谱和高分辨率显微镜表征的表面动力学镍$_3$ S $_2$ ORR催化条件下。我们发现，镍$_3$ S $_2$进行自限性氧化表面重组，形成约2 nm的非晶表面膜保形涂层的镍$_3$ S $_2$微晶。表面膜具有标称NiS化学计量比，并且对于ORR催化具有高活性。使用DFT计算，我们表明，在一级近似下，硫化镍的催化活性是由Ni-S配位数在表面暴露的网站通过一个简单的几何描述符。特别是，我们发现，在表面重组过程中动态形成的非晶NiS表面上的表面位点提供了一个最佳的充满活力的景观ORR催化。这项工作提供了一个系统的框架，表征丰富的表面化学的金属硫族化合物，并提供了原则，为发展更广泛的理解介导的无定形材料的电催化。
2017-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Conditions for $T^2$ resistivity from electron-electron scattering
许多复合氧化物（包括钛酸盐、镍酸盐和铜酸盐）显示电阻率在温度上遵循幂律（$ρ\propto T^2$）的状态。通过类比在低温下在某些金属中观察到的类似现象，这通常归因于电子-电子（Baber）散射。我们表明，在一个$T^2$幂律的巴贝尔散射的结果，只有在几个关键的假设，这可能不适用于复杂的氧化物。我们用金属钠（$ρ_\text{el-el}\propto T^2$）和钛酸锶（$ρ_\text{el-el}\not\propto T^2$）来说明这一点。我们的结论是，观察到的$ρ\propto T^2$是不充分的证据，电子-电子散射。
2017-01-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Isotropic Pauli-Limited Superconductivity in the Infinite Layer Nickelate Nd$_{0.775}$Sr$_{0.225}$NiO$_{2}$
最近在无限层镍酸盐薄膜$^{1-3}$中观察到的超导电性为研究层状氧化物$^{4}$中的超导电性提供了一个不同的角度。$^{5-10}$已经提出了一系列的候选模型，强调单轨道或多轨道的电子结构，近藤或洪德的耦合，和铜酸盐的类比。显然，需要进一步的实验表征的超导状态，以发展一个全面的了解镍酸盐。在这里，我们使用磁输运测量探测超导各向异性在Nd $_{0.775}$ Sr $_{0.225}$ NiO $_{2}$。我们发现，上临界场是令人惊讶的各向同性在低温下，尽管层状晶体结构。在磁场中，超导性是强保利限制的，使得顺磁效应超过轨道解配对。这种各向同性响应的基础是超导相干长度的实质各向异性，其在平面内比平面外长至少四倍。一个突出的低温上弯的上临界场表明存在一个非常规的基态。
2020-12-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Reconstructing the polar interface of infinite-layer nickelate thin films
本研究通过实验与理论结合，揭示了Nd$_{1-x}$Sr$_x$NiO$_2$与SrTiO$_3$界面形成单层中间层以缓解极性不连续的机制，为未来镍酸盐薄膜的合成提供了指导。
2022-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Theoretical assessment of boron incorporation in nickel ferrite under conditions of operating nuclear pressurized water reactors (PWRs)
压水核反应堆的安全性和经济性中的一个严重问题涉及硼在燃料棒上部区域上的金属氧化物（主要是NiFe ${}_{2}$ O ${}_{4}$尖晶石）沉积物内的积累。硼是一种强中子吸收剂，可以改变中子通量，导致反应堆堆芯功率输出的异常变化和波动。这种现象降低了工厂的操作灵活性，并可能迫使反应器的额定值降低。在这项工作中，一种创新的方法是用来结合第一性原理计算与热力学数据，以评估B纳入到NiFe ${}_{2}$ O ${}_{4}$的晶体结构的可能性，在典型的核压水核反应堆的操作条件下。温度和pH值的依赖性的缺陷形成能的分析表明，B可以积累在NiFe ${}_{2}$ O ${}_{4}$作为间隙杂质，因此可能是一个主要的贡献者在核反应堆中观察到的异常轴向功率偏移。这种计算方法是相当普遍的，适用于各种各样的固体与水溶液的平衡。
2014-09-05 cond-mat.mtrl-sci
Properties of pulsed-laser deposited nanocomposite NiO:Au thin films for gas sensing applications
采用脉冲激光沉积技术制备了金纳米颗粒嵌入氧化镍基体的纳米复合薄膜。两个主动同步的激光源，在248 nm的KrF准分子激光器和在355 nm的Nd：YAG激光器，用于同时烧蚀镍和金靶在氧气环境中。所获得的纳米复合薄膜的结构，形态和电学性质进行了研究，在有关的激光照射的金靶的能量密度。纳米复合薄膜作为电化学氢传感器进行了测试。结果发现，添加的金纳米粒子的传感器的灵敏度显着增加。
2013-04-18 cond-mat.mtrl-sci
Optimized hydrogen sensing properties of nanocomposite NiO:Au thin films grown by dual Pulsed Laser Deposition
采用反应脉冲激光沉积法（R-PLD）制备了由金纳米颗粒镶嵌在氧化镍基体中的纳米复合NiO：Au薄膜。两个主动同步纳秒激光源，KrF准分子激光器（248 nm）和Nd：YAG激光器（355 nm），用于同时烧蚀镍和金目标在氧气环境中。研究了所得纳米复合材料的形貌、组成和光学性质，发现其与Au纳米颗粒的浓度相关。此外，NiO：Au纳米复合材料已被测试为氢传感器。将Au纳米颗粒嵌入NiO膜基质中降低了传感器的工作温度，并将其性能提高了几个数量级。
2013-04-19 cond-mat.mtrl-sci
The effect of surface preparation on high temperature oxidation of Ni, Cu and Ni-Cu alloy
本文研究了抛光、磨削和喷砂工艺对镍、铜及镍铜合金氧化行为的影响。表面粗糙度的测量有两种方法：接触式轮廓仪和分形分析。结果表明，喷砂工艺对表面粗糙度的影响最大，但也会使表面受到氧化铝颗粒的污染。氧化试验在热重炉中进行。所获得的质量增益图，SEM显微照片的横截面和SEM EDS分析的样品证明，表面制备改变氧化动力学形态的抛光和地面的样品并没有显着变化后，在研究的温度下氧化，但氧化层厚度和质量增益的差异进行了观察。氧化喷砂样品表明，增加的表面粗糙度和氧化铝侵入改变氧化过程中形成的混合Al（Ni，Cu或Ni-Cu）氧化物和单独的Al 2 O3颗粒是可见的。结果表明，表面预处理通过促进新的扩散机制影响样品的高温氧化。
2020-11-17 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Interplay of octahedral rotations and breathing distortions in charge ordering perovskite oxides
利用群论方法研究了$AB$ O $_3$类钙钛矿的结构与性质的关系，这些钙钛矿具有八面体旋转和八面体呼吸畸变（CBD）。八面体的旋转在钙钛矿家族中是普遍存在的，而呼吸扭曲的出现-导致$B$ O $_6$八面体近似均匀膨胀和收缩的氧置换模式-在具有单一化学独特$B$ -位点的组合物中更罕见。CBD的存在依赖于$B$ -位点阳离子的电子不稳定性，轨道简并或价态波动，并且通常伴随着电荷顺序金属-绝缘体转变或$B$ -位点阳离子排序出现。我们列举了从旋转和呼吸晶格模式获得的结构变体，并制定了一个一般的朗道功能描述它们的相互作用。我们使用这些信息，并将其与统计相关技术相结合，以评估原子尺度上的临界温度代表性的电荷有序镍酸盐和铋酸钙钛矿失真的作用。我们的研究结果提供了新的微观见解的基础结构-性能的相互作用，在电子和磁性相界，建议合理的路线来定制功能氧化物的行为设计。
2013-06-06 cond-mat.mtrl-sci
