Boron-assisted stabilization of low-resistivity mixed-valence Cu-O thin films prepared by reactive magnetron sputtering
University of West Bohemia in Pilsen（比尔森西波希米亚大学）；New Technologies-Research Centre, University of West Bohemia in Pilsen（新技术中心，比尔森西波希米亚大学）
本研究通过硼掺杂和调控氧分压，实现了Cu-O薄膜从高阻到低阻混合价态的转变，获得了约0.06 Ω·cm的低电阻率，为光电应用提供了新途径。
2026-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Dynamics of reactive oxygen species produced by the COST microplasma jet
本研究测量COST氦氧大气压等离子体射流中的O₂(a¹Δ_g)与O₂(b¹Σ_g⁺)密度，并结合流动池实验及伪一维、二维模拟验证反应动力学与模型化学。
2025-05-15 cond-mat.mtrl-sci physics.plasm-ph
Reactive Laser Synthesis of Ultra-high-temperature Ceramics HfC, ZrC, TiC, HfN, ZrN, and TiN for Additive Manufacturing
超高温陶瓷（UHTCs）是需要极端温度弹性、耐化学侵蚀环境、耐磨性和机械应力的应用的最佳结构材料。由于各种障碍，利用基于激光的增材制造（AM）加工UHTC尚未完全实现。本文采用选择性激光反应烧结（SLRS）技术制备了HfC、ZrC、TiC、HfN、ZrN和TiN等近净形超高温陶瓷。第IV族过渡金属和金属氧化物前体材料被化学转化并使用在CH 4或NH3气体中的单步选择性激光加工反应结合成UHTCs层，这可能与流行的粉末床熔合技术兼容。首先研究了金属（Hf，Zr和Ti）或金属氧化物（HfO 2，ZrO 2和TiO 2）颗粒的转化，以检查与单组分前体系统的SLRS相关的反应机制和体积变化。单独的金属或金属氧化物的SLRS处理产生接近化学计量的UHTC相，其中碳化物和氮化物的总收率高达100重量%。然而，对于单组分前驱体，气-固反应性引起的体积变化导致产物层中的残余应力和开裂。为了减轻转化引起的应力，采用复合金属/金属氧化物前体来补偿金属（其在转化期间膨胀）或金属氧化物前体（其收缩）的体积变化。
2022-12-07 cond-mat.mtrl-sci
Simulation of Metal/Oxide Interface Mobility: Effects of Mechanical Stresses on Geometrical Singularities
在过去的十年中，机械应力对化学扩散以及腐蚀的反馈越来越重要。许多工作指出应力对材料老化的积极作用，特别是对它们的负面影响，导致结构的破坏。基于理论研究，并使用数值工具和实验结果，我们以前的工作[1]，应力/扩散耦合，突出了应力场对扩散过程的强烈影响。本论文的目的是描述一些特定的金属/氧化物界面上的扩散和氧化过程的影响形态。氧化被假定为驱动的质量守恒定律（斯特凡定律），而在金属中的氧的扩散系数是局部的应力场的影响。研究了简单扩散和应力扩散耦合两种情况下波浪形界面的稳定性。在这个目的中，我们已经开发了一个原始的数值模型，使用一个虚拟的金属/氧化物界面的单材料与氧浓度相关的参数，它允许操作容易与任何形状的接口，并使用简单的有限元网格。此外，为了以更明显的方式强调机械应力对扩散过程的影响，研究了特定的几何形状。
2013-01-09 cond-mat.mtrl-sci physics.class-ph
Hydrogen partial pressure as a key parameter in the reactive sputtering of photochromic YHO thin films
Institute of Solid State Physics, University of Latvia（拉脱维亚大学固体物理研究所）
该研究探究反应溅射YHO薄膜时氢分压的关键作用，发现低氢分压可提升薄膜光学透明度、光致变色对比度并加快漂白动力学，其结果与YHO氧含量和光致变色响应的普遍相关性存在偏差。
2026-10-15 cond-mat.mtrl-sci
Decoupling Electric Field and Temperature-Driven Atomistic Forming Mechanisms in TaOx/HfO2-Based ReRAMs using Reactive Molecular Dynamics Simulations
本研究通过反应分子动力学模拟，揭示TaOx/HfO2基ReRAM中电场驱动离子迁移与热激活氧空位生成共同主导的形成机制，并阐明导电细丝成核生长过程。
2025-06-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Singlet Oxygen Generation as a Major Cause for Parasitic Reactions during Cycling of Aprotic Lithium-Oxygen Batteries
非水金属-氧电池严重依赖于循环时金属氧化物的可逆形成/分解。不可逆的寄生反应导致不良的可再充电性、效率和循环寿命，并且主要归因于还原的氧物质与电池组分的反应性。然而，这些物质不能完全解释副反应。在这里，我们表明，单线态氧形式的锂氧电池在放电过程中的阴极和从充电开始，占大多数的寄生反应产物。该量在放电期间、充电的早期阶段以及在较高电压下充电时增加，并且通过痕量水的存在而增强。超氧化物和过氧化物似乎参与单线态氧的产生。单线态氧陷阱和猝灭剂可以有效地减少寄生反应。对非水金属氧电池中高活性单线态氧的认识为未来实现高可逆电池操作的研究提供了理论基础。
2017-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Stability and metastability of clusters in a reactive atmosphere: theoretical evidence for unexpected stoichiometries of MgMOx
通过应用遗传算法在级联的方法，提高精度，我们计算的组成和结构的MgMOx簇在现实的温度和氧气压力。用从头算原子热力学方法确定了稳定和亚稳定体系。我们发现当x > M时，小团簇（M <= 5）处于热力学平衡。非化学计量团簇表现出独特的磁性行为，这表明通过改变环境压力和温度条件来调节磁性的可能性。此外，我们表明，密度泛函理论（DFT）与混合交换相关（xc）功能是需要准确的金属氧化物团簇的相图预测。无论是（复杂的）力场，也不DFT（半）本地xc泛函是不够的，甚至一个定性的预测。
2013-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Preparation sequence controls oxygen partitioning between boron and lithium on tungsten
TheoretiK Consulting（TheoretiK咨询公司）；Department of Nuclear Engineering, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学核工程系）；Department of Materials Science and Engineering, Monash University（蒙纳士大学材料科学与工程系）；Department of Mechanical Engineering, The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学机械工程系）
通过反应分子动力学模拟发现，硼和氧的引入顺序而非硼总量决定钨表面化学，锂的加入可改变共沉积体系的氧分配并形成锂硼酸盐网络，影响氘辐照响应。
2026-10-05 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.plasm-ph
Reactive Force Field for Proton Diffusion in BaZrO3 using an empirical valence bond approach
推导了一个新的反应力场来描述质子在固体氧化物燃料电池材料BaZrO 3中的扩散。使用量子力学势能面，原子间势模型的参数来描述纯的和钇掺杂的BaZrO 3中的羟基已被确定。反应性，然后通过使用经验价键模型。采用分子动力学模拟（EVB-MD）研究了氢分子的扩散过程，并将其方程推广到等温等温系综。在低浓度极限，钇的存在下被发现不显着影响氢的扩散率，尽管质子具有较长的停留时间在氧附近的掺杂剂。这种影响的缺乏是由于捕获很少发生的事实，即使当质子扩散通过邻近掺杂剂的八面体。扩散的活化能被认为是0.42 eV，与实验值吻合良好，虽然前因子略有低估。
2012-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Recognition of Surface Oxygen Intermediates on NiFe Oxyhydroxide Oxygen-evolving Catalysts by Homogeneous Oxidation Reactivity
NiFe羟基氧化物是用于可再生氢气生产的最有前途的析氧反应（OER）催化剂之一，并且破译其表面上的氧中间体的身份和反应性是一个关键挑战，但对于理解OER机制以及设计具有更高效率的水裂解催化剂至关重要。在这里，我们筛选并利用原位反应探针，可以选择性地以高速率靶向特定的氧中间体，以研究NiFe羟基氧化物上的OER中间体和途径。最重要的是，氧原子转移（OAT）探针（如4-（二苯基膦基）苯甲酸）可以有效地抑制OER动力学通过清除OER中间体，表现出较低的OER电流，较大的Tafel斜率和较大的动力学同位素效应值，而具有其他反应性的探针表现出小得多的影响。结合OAT反应性与电化学动力学和操作拉曼光谱技术，我们确定了一个休息的Fe=O中间体的Ni-O支架和限速的O-O化学偶联步骤之间的Fe=O部分和邻桥O。DFT计算进一步揭示了表面形成了较长的Fe=O键和O-O化学步骤的大动能势垒，证实了实验结果。这些结果为NiFe基OER电催化剂的优化提供了一个新的方向，即释放晶格氧，促进O-O耦合。
2020-09-30 cond-mat.mtrl-sci
Compatibility of $Zr_{2}AlC$ MAX phase-based ceramics with oxygen-poor, static liquid lead-bismuth eutectic
本工作研究了$Zr_{2}AlC$ MAX相基陶瓷与液体LBE的相容性，并提出了一种机制来解释所观察到的局部$Zr_{2}AlC$ /LBE相互作用。将陶瓷在500°C下暴露于贫氧（$C_{O}\le2.2 \cdot10^{-10}$质量%）的静态液体LBE 1000小时。在受LBE影响的$Zr_{2}AlC$晶粒中原位形成新的$Zr_{2}(Al,Bi,Pb)C$ MAX相固溶体。面外有序是有利的，在新的固溶体，其中$\textit{A}$ -层具有高和低的Bi/Pb含量交替的晶体结构，在协议与第一性原理计算。采用反应热压法合成了块体$Zr_{2}(Al,Bi,Pb)C$，并通过中子衍射研究了其固溶体的晶体结构。
2020-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Rapid oxygen exchange between hematite and water vapor
氧化物/液体和氧化物/气体界面的氧交换在技术和环境研究中非常重要，因为它与催化活性和材料降解密切相关。然而，原子尺度的细节大多是未知的，并且通常归因于晶格中定义不清的缺陷。在这里，我们表明，即使是化学稳定的，有序的表面可以令人惊讶的反应。具体来说，我们发现，在70 °C以下的温度下，赤铁矿（α-Fe 2 O3）无缺陷单晶r切割（1-102）表面上的所有3重配位晶格氧原子在几分钟内与周围水蒸气中的氧交换，而原子尺度的表面结构未受该过程的干扰。在液态水暴露后观察到类似的行为，但实验数据清楚地表明，大多数交换发生在最终单层的解吸过程中，而不是在浸泡过程中。密度泛函理论计算表明，交换可以发生在表面扩散，其中晶格氧提取的成本是由HO-HOH-OH复合物的稳定性补偿。这种对晶格氧稳定性的见解与许多研究领域高度相关，从催化和制氢到地球化学和古气候学。
2022-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-Dependent Layer-by-Layer Oxidation of ZrS2(001) Surface
了解层状半导体过渡金属二硫属化物（TMDC）的氧化机理不仅对控制天然氧化物的形成，而且对氧化物和硫氧化物产物的合成都很重要。在这里，反应分子动力学模拟表明，氧分压控制不仅ZrS 2氧化速率，而且氧化物的形态和质量。我们发现从逐层氧化到无定形氧化物介导的连续氧化的过渡作为氧化的进展，其中不同的压力选择性地暴露在给定的时间窗口内的不同的氧化阶段。虽然快速连续氧化阶段的动力学是很好地描述了传统的Deal-Grove模型，逐层氧化阶段是由反应性键切换机制。这项工作提供了原子的细节和合理的压力控制氧化的广泛TMDC材料的潜在基础。
2023-03-06 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
Pathways of bond topology transitions at the interface of silicon nanocrystals and amorphous silica matrix
采用分子动力学模拟方法研究了硅纳米晶嵌入非晶氧化物基体的界面化学行为。我们的研究结果表明，Si NC-氧化物界面是更多的参与比以前提出的计划，这是基于单纯的桥或双键。我们确定了不同类型的三配位氧配合物，以前没有注意到。的丰度和每个氧络合物的电荷分布被确定为NC大小的函数，以及它们之间的过渡。NC表面的氧化导致Si-Si键的拉伸应变，其仅在界面周围变得显著，而内核保持未应变。不像许多早期的报告中的接口结构，我们没有观察到任何双键。此外，我们的模拟和分析表明，通过这些三配位的氧配合物，不同的氧桥之间的界面键拓扑结构的演变。
2008-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen as a dual function regulator in MoS2 CVD synthesis: enhancing precursor evaporation while modulating reaction kinetics
Indian Institute of Science（印度科学学院）
研究通过实验与模拟揭示氧在MoS2合成中的双重作用，通过调节源毒化和生长动力学，实现高质量大面积单层MoS2的可控合成。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
On the adsorption of oxygen to high entropy alloy surfaces up to 2ML coverage using Density Functional Theory and Monte Carlo calculations
本研究结合密度泛函理论、热力学建模与蒙特卡洛方法，揭示Al10Nb15Ta5Ti30Zr40高熵合金表面氧吸附、覆盖及向内扩散机制，为抗高温氧化退化策略提供依据。
2025-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Photo-Activated, Solid-State Introduction of Luminescent Oxygen Defects into Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes
本研究提出一种固态光催化方法，在半导体单壁碳纳米管中可控引入发光氧缺陷，实现近红外发射和微米级图案化，为生物传感和单光子源提供新途径。
2024-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Molecular dynamics simulations and photoluminescence measurements of annealed ZnO surfaces
采用反应力场分子动力学模拟（ReaxFF）方法研究了热退火对纤锌矿ZnO（0 0 0 $\bar 1$）和（0 0 0 1）两种表面的影响.在700~K $ < T_{\mbox{\small t}} \leq 800$ ~K的阈值温度范围内退火的结果是，表面氧原子开始从（0 0 0 $\bar 1$）表面升华，而没有原子离开（0 0 0 1）表面。离开表面的氧的比率随着温度$T$（对于$T \geq T_{\mbox{\small t}}$）而增加。在光致发光（PL）光谱中的第二峰的相对发光强度，解释为样品表面上的空位的量的测量，定性地同意在MD模拟中发现的阈值行为。我们的模拟还揭示了氧二聚体在表面上的形成和部分电荷分布在退火过程中的演变。我们基于ReaxFF的MD模拟与实验观察一致。
2017-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Understanding the Origin of the Low Cure-Shrinkage of Polybenzoxazine Resin by Computational Simulation
热固性树脂基复合材料广泛应用于航空航天工业，主要是由于其高的刚度重量比和强度重量比。在纤维复合材料中使用热固性树脂的主要问题是在固化过程中由树脂化学收缩形成的工艺诱导的残余应力。复合材料内的这些残余应力最终导致最终产品的耐久性降低和残余变形。聚苯并恶嗪（PBZ）聚合物树脂在固化过程中表现出接近零的体积收缩。虽然PBZ的低收缩率在降低工艺引起的残余应力方面是有希望的，但关于物理原因知之甚少。在这项工作中，分子动力学（MD）模拟进行与反应力场预测的物理性能（凝胶化点，网络的演变，质量密度，体积收缩）和机械性能（体积模量，剪切模量，杨氏模量，泊松比，屈服强度）作为交联密度的函数。本文使用模拟的PBZ树脂的实验测量来验证MD模拟程序。本研究的结果是用来提供一个物理理解的零收缩现象PBZ。这些信息也是PBZ复合材料未来工艺建模工作的关键输入。
2021-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Oxygen Reduction Reaction and X-ray Photoelectron Spectroscopy of Sputtered Fe-N-C Films
基于碳基质中的铁和氮的络合物（Fe-N-C）的用于氧还原反应（ORR）的电催化剂是聚合物电解质膜（PEM）燃料电池中基于铂族金属（PGM）的催化剂的有前景的替代物。Fe-N-C催化剂的进一步改进将受益于模型薄膜的催化活性和稳定性的研究，但Fe-N-C模型薄膜的合成是具有挑战性的。在这里，我们报告的合成和表征的Fe-N-C薄膜生产的共溅射铁和碳在反应性氮气气氛中可移动的玻璃碳旋转盘电极（RDE）提示。扫描电子显微镜（SEM）测量表明，在高温下沉积的Fe-N-C薄膜比在高温下退火的薄膜更光滑。在薄Fe-N-C膜上测量的ORR活性对于两种高温样品都大于对于室温样品。从X射线光电子能谱学（XPS）数据的分析，膜暴露于高温导致碳与Fe-N-C膜的石墨化增加，以及石墨和氢化氮物质的相对量增加。总之，本研究的结果表明，一个薄膜模型系统的方法研究铂族金属催化剂的活性位点的可行性。
2019-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring of rhenium oxidation state in ReOx thin films during reactive HiPIMS deposition process and following annealing
块状三氧化二铼（ReO 3）具有异常高的电导率，并且是纳米尺寸的，具有有前途的催化性能。然而，由于难以稳定处于6+氧化态的ReO 3，纯ReO 3薄膜的生产是具有挑战性的。本文提出了一种在Ar/O2混合气氛中用反应高功率脉冲磁控溅射（r-HiPIMS）方法从金属靶上沉积ReOx（x = 1.6-2.9）薄膜的新方法。薄膜的沉积在气体维持自溅射制度，根据电流波形在r-HiPIMS过程中观察。研究了基片温度、氧氩流量比和250 °C空气中退火3 h对薄膜性能的影响。当在室温下沉积时，所沉积的膜具有X射线非晶结构（a-ReOx），而当在升高的温度（150或250 °C）下沉积时，具有纳米晶体\b{eta} -ReO 2相。在空气中退火时，非晶a-ReOx可以转化为晶格参数为3.75 μ m的晶态ReO 3。当使用升高的衬底温度时，膜的表面形态是致密的，没有可检测到的空隙。根据沉积参数的不同，在膜的表面上观察到不同比例的Re氧化态。所有样品都表现出约10-3 Ohmxcm的电阻率和薄金属膜的典型光学性质。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Factors controlling the energetics of the oxygen reduction reaction on the Pd-Co electro-catalysts: Insight from first principles
我们在这里报告的结果，我们的密度泛函理论为基础的计算研究的电子结构的Pd-Co合金电催化剂和能量的氧还原反应（ORR）在其表面上。计算了纯Pd、Pd_（0.75）Co_（0.25）和Pd_（0.5）Co_（0.5）合金的（111）面以及表面偏析的Pd/Pd_（0.75）Co_（0.25）合金的（111）面。我们发现dPd和dCo电子态的杂化是控制Pd/Pd0.75Co0.25电催化性能的主要因素。即dPd-dCo杂交导致表面Pd d带相对于Pd（111）d带的低能位移。这种移动削弱了ORR中间体与Pd/Pd0.75Co0.25表面之间的化学键，这有利于反应。非偏析Pd0.75Co0.25和Pd0.5Co0.5表面被发现是太活泼的ORR由于键合的中间体的表面钴原子。分析的ORR自由能图，建立了Pd和Pd/Pd 0.75Co 0.25，表明共吸附的ORR中间体和水的ORR能量显着改变，使ORR更有利。我们发现O-OH和OH-OH共吸附的构型的起始ORR势估计与实验非常吻合。这一发现的真实反应环境的相关性进行了讨论。
2011-07-06 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale Oxygen-mediated Etching of 2D MoS$_2$ and MoTe$_2$
本文通过原位电镜和密度泛函理论计算对比研究了单层 MoS$_2$ 和 MoTe$_2$ 的氧化降解机制，发现 MoTe$_2$ 对氧敏感且碳氢污染物可加速刻蚀，而 MoS$_2$ 保持惰性。
2022-05-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Nucleation of titanium nanoparticles in an oxygen-starved environment, II: Theory
纯钛纳米颗粒在低压溅射等离子体中的成核和生长被认为基本上是不可能的。添加杂质，如氧气或水，有助于这一点，并允许纳米颗粒的生长。然而，似乎这条路线需要如此高的氧密度，以致于无法合成六方aTi相的金属纳米颗粒。在这里，我们提出了一个模型，它解释了钛纳米粒子的成核和生长的反应性杂质的情况下的结果。在这些实验中，加入了高分压的氦气，这增加了在成核发生的区域中的工艺气体的冷却速率。这一点很重要，原因有二。首先，降低的气体温度增强了Ti2二聚体的形成，这主要是因为较低的气体温度提供了较高的气体密度，这减少了Ti蒸气通过扩散的稀释。同样的效果也可以通过增加气体压力来实现。第二，降低的气体温度在降低纳米颗粒从二聚体生长到它们在热力学上稳定的尺寸r* 期间从纳米颗粒原子蒸发的速率方面具有“超过指数”的效果。我们表明，这种早期阶段的蒸发是不可能的模型作为一个热平衡。相反，必须考虑蒸发过程的单事件性质。与直觉相反，这导致纳米颗粒的蒸发概率在临界纳米颗粒温度以下恰好为零，该临界纳米颗粒温度取决于尺寸。总之，上述机制解释了在无氧环境中实验发现的成核极限。首先，二聚体形成的压力存在下限。第二，气体温度有一个上限，超过这个上限，蒸发就不可能进一步生长成稳定的核。
2018-09-12 cond-mat.mtrl-sci
Lithium Ion Solvation and Diffusion in Bulk Organic Electrolytes from First Principles and Classical Reactive Molecular Dynamics
锂离子电池的性能受到电解质的离子电导率的强烈影响，这取决于锂离子在电池中迁移的速度，并与它们的溶剂化结构有关。溶剂的选择可以极大地影响Li离子的溶剂化和扩散率。本文采用第一性原理分子动力学研究了锂离子在碳酸乙烯酯（EC）、碳酸甲乙酯（EMC）以及EC/EMC混合溶剂中的溶剂化和扩散行为。我们发现，锂离子被溶剂的羰基或醚氧原子溶剂化，有时由PF $_6^-$阴离子。Li $^+$优选四面体配位的第一溶剂化壳层，而不管涉及哪种物质，具体优选的溶剂化结构取决于有机溶剂。此外，我们计算了锂在每种电解质中的扩散系数，发现线性碳酸酯EMC中的扩散系数略大于环状碳酸酯EC。扩散系数的大小与Li $^+$溶剂化的强度相关。PF $_6^-$阴离子的相应分析表明，与弱结合，定义不清的第一溶剂化壳层相关的扩散性更大。这些结果可用于帮助设计新的电解质，以改善锂离子电池的性能。
2015-02-26 cond-mat.mtrl-sci
Exploding Nitromethane in silico, in real time
硝基甲烷是一种广泛应用于化工领域的萃取、净化和化学合成的溶剂。NM在很长一段时间内被认为是安全的，直到1958年一辆铁路油罐车爆炸。我们研究爆轰动力学和反应机制，在各种系统组成的NM，分子氧和水蒸气。最先进的反应分子动力学使我们能够模拟在时域中的反应，因为它们发生在现实生活中。研究表明，NM分子的高极性发挥着重要作用，推动了反应的第一个放热步骤。氧气的存在对于更快的氧化是重要的，而其最佳浓度与所提出的反应机理一致。添加水（50摩尔%）抑制爆炸;然而，水不能完全防止爆炸。报告的结果提供了重要的见解，提高应用NM和维护安全的工业过程。
2014-08-23 cond-mat.mtrl-sci
Electrical conductivity in extremely disordered molybdenum oxynitrides thin films
本文报道了在室温下用反应溅射法在Si（100）衬底上生长的氧氮化钼薄膜的化学成分对薄膜电学性质的影响。Ar的分压固定在90%，剩余的10%用混合物N $_2$：O $_2$（从纯N $_2$到纯O $_2$变化）调节。薄膜的晶体结构、电子结构和电输运特性取决于薄膜的化学组成。使用2%以上的氧混合物生长的薄膜具有γ-Mo $_2$ N相并显示超导性。随着氧含量的增加，超导临界温度T $_c$从~ 6.8 K降低到3.0 K以下。另一方面，使用富氧混合物生长的膜超过2%，大多是无定形的。电输运在低温下表现出变程跳变导电的类似超导体的行为。光学性质的分析表明，样品没有确定的半导体带隙，这可能与样品的高度结构无序和宽能量范围内的电子激发有关
2019-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Optical properties of oxygen-containing yttrium hydride thin films during and after the deposition
光致变色YHO薄膜的合成是基于沉积的氢化钇在环境条件下的氧化。在沉积过程中，膜的实际状态受沉积压力和由残留气体引起的氧化的影响，并不完全已知。报道了用反应脉冲直流磁控溅射法制备的YHxOy薄膜。由于可见光透射率与薄膜的相态和化学组成密切相关，因此在沉积过程中和沉积后进行了原位透射率测量。非原位椭圆偏振光谱法被用来确定整个薄膜厚度的YHxOy的光学常数。为了获得金属YH 2-x膜，需要具有高沉积速率的致密可能结构，否则膜在沉积期间可能已经是部分透明的。如果增加沉积压力，则透射率更高。这是因为在薄膜的表面和横截面图像处观察到的微结构的更多多孔生长促进了氧化。薄膜在垂直于衬底表面方向上呈现折射率梯度，这与薄膜的孔隙率和化学成分的变化有关。
2022-06-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Structural and Nanochemical Properties of AlOx Layers in $Al/AlO_x/Al$-Layer Systems for Josephson Junctions
$AlO_x$薄层的结构和纳米化学性质对先进电子器件的性能具有决定性作用。例如，它们经常用作基于约瑟夫森结的超导器件中的隧道势垒。然而，氧化参数对结构和纳米化学性质的影响的系统研究是罕见的，到现在为止，大多数研究集中在$AlO_x$层的电性能。本研究旨在通过应用透射电子显微镜结合电子能量损失谱分析不同制造的$AlO_x$层的结构和纳米化学性质，并将它们与制造参数相关联，以缩小这一差距。针对$AlO_x$在超导约瑟夫森结中作为隧道势垒的应用，在Si衬底上沉积了$Al/AlO_x/Al$层系统。我们将表明，非晶$AlO_x$层的氧含量和结构是强烈依赖于制造工艺和氧化参数。Al的动态和静态氧化产生缺氧的非晶$AlO_x$层，其中氧含量的范围从x = 0.5到x = 1.3，这取决于氧压力和衬底温度。通过$Al_2O_3$的电子束蒸发和反应溅射沉积来生长化学计量的结晶$γ-Al_2O_3$层的较厚层。
2019-10-28 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
DFT Investigation of Biocatalytic Mechanisms from pH-Driven, Multi-Enzyme, Biomimetic Behavior in CeO2
本研究通过DFT计算从原子尺度揭示了含氧空位CeO2{111}表面的pH依赖生物催化机制：碱性下循环发生SOD、CAT仿生反应发挥抗氧化作用，酸性下CAT反应受阻且伴随Fenton反应生成羟基自由基产生促氧化毒性。
2021-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Oxidation dynamics of ultrathin GaSe probed through Raman spectroscopy
硒化镓（GaSe）是一种具有厚度依赖性带隙、强非线性光学系数和不常见的带间光学选择规则的二维材料，使其在光电子和自旋电子学应用中非常有趣。在这项工作中，我们监测氧化动力学的GaSe的厚度范围从10到200 nm，使用拉曼光谱。在环境温度和湿度条件下，所有拉曼模式的强度和发光迅速下降，适度暴露于上述间隙照明。同时，几种氧化产物出现在拉曼光谱中：Ga $_2$ Se $_3$，Ga $_2$ O $_3$和非晶和结晶硒。我们发现，没有安全的测量功率存在的光学测量在环境条件下的xGaSe。我们证明，同时存在的氧气，湿度，和上述间隙照明是需要激活这个光氧化过程，这是由于光生的载流子向水氧在样品表面的转移，产生高活性的超氧阴离子，迅速降解的样品和淬火的材料的光学响应。
2017-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Nanometer and sub-nanometer thin oxide films at surfaces of late transition metals
如果金属表面暴露在足够富氧的环境中，氧化物就会开始形成。在这个过程中的重要步骤是氧在表面的解离吸附，氧原子的结合到表面，形成一个薄的氧化物覆盖层和生长的一次形成的氧化膜。对于后过渡金属（TM）的氧化过程，最近的实验和理论研究提供了一个非常有趣的原子尺度的见解：形成的初始氧化物覆盖层不仅是几个原子层薄版本的已知的大块氧化物，但可以表现出结构和电子特性，这是相当不同的相应的大块金属和大块氧化物的表面。如果这种纳米或甚至亚纳米表面氧化物膜在应用中稳定，则可能相应地产生从已知的本体材料不可扩展的新功能。这对于氧化催化特别重要，其中技术上相关的气相条件通常非常富氧。在这样的环境中，表面氧化物甚至可以在诱导期内自然形成，并且然后启动传统上归因于金属基材的反应性稳态行为。相应的方面进行了审查，重点是最近的进展，在建模和理解的晚TM的氧化行为，特别是使用晚4d系列从Ru到Ag讨论的趋势。
2004-09-29 cond-mat.mtrl-sci
Surface oxidation of Pt and PtPd alloys during NO conversion investigated by Atom Probe Tomography
University of Stuttgart（斯图加特大学）；Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）
本研究通过原子探针层析技术揭示了Pt和PtPd合金在NO转化过程中的表面氧化行为，发现其氧化还原行为主要由反应动力学决定。
2025-11-28 cond-mat.mtrl-sci
Partial Oxidation of Methane on a Nickel Catalyst: Kinetic Monte-Carlo Simulation Study
采用动力学蒙特卡罗模拟方法研究了甲烷在镍催化剂上的部分氧化反应。根据Langmuir-Hinshelwood机理分析了该反应的动力学行为，并与前人的实验结果进行了比较。该系统表现出动力学相变之间的反应区与持续反应和中毒区没有反应。的吸附物种和生产率的H2，CO，H2O，和CO2的分数覆盖率进行评估，在稳定状态下作为进料浓度的甲烷和氧气，和反应温度的函数。晶格配位数，扩散，和表面上的杂质的影响进行了研究。模拟结果与已有的实验研究结果吻合较好。据观察，当晶格配位数增加到8时，反应区的宽度显着增加。此外，相变变得连续。吸附在表面上的O和H的扩散在反应中起着可测量的作用，随着扩散速率的增加，最大生产率增加。在含有杂质的体系中，产率大大降低，相变也从突变变为连续。
2016-01-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
