Oxygen passivation mediated tunability of trion and excitons in MoS$_2$
使用宽光谱范围的原位椭圆偏振光谱仪与系统的超高真空退火和原位暴露于氧气，我们报告了复杂的介电功能的MoS $_2$隔离环境的影响，并揭示了未钝化和钝化的硫空位的关键作用。在退火时，介电函数中的A（$1.92$ eV）和B（$2.02$ eV）激子峰的光谱权重显著降低，伴随着宽能量范围内的光谱权重转移。有趣的是，原始光谱权重恢复后，受控的氧气暴露。这种可调谐的激子效应可能是由于钝化和重新出现的带隙状态在氧吸附和脱附过程中，分别由从头计算密度泛函理论计算结果表明。这项工作揭示并强调了吸附氧在MoS $_2$的光谱和多体相互作用中的重要作用。
2017-07-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Atomic-Scale Tailoring of Chemisorbed Atomic Oxygen on Epitaxial Graphene for Graphene-Based Electronic Devices
本研究利用STM研究化学吸附原子氧对外延石墨烯电子性质的影响，发现氧原子可在狄拉克点引入带隙，并可通过STM偏压扫描实现原子精度的脱附或跳跃调控，为石墨烯基原子尺度电子器件开发提供了新途径。
2023-06-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Graphene decoupling through oxygen intercalation on Gr/Co and Gr/Co/Ir interfaces
利用密度泛函理论研究了氧吸附对Gr/Co（0001）和Gr/Co/Ir（111）界面结构和电子性质的影响.在两个界面中，石墨烯-Co距离随着O浓度的增加而增加。氧嵌入有效地降低了电子相互作用，防止了石墨烯态与Co $d$ -轨道的杂化，因此（部分）恢复了原始石墨烯的典型狄拉克锥。在石墨烯/Co 1 ML/Ir（111）的情况下，其呈现莫尔图案，O分布和石墨烯-Co登记的连续变化之间的相互作用可用于调节石墨烯的介电和电子性质。计算的电子性质是在非常好的协议与以前报道的角分辨光电子能谱和光电子能谱电子显微镜测量Gr/Co（0001）。
2022-08-04 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of negative and positive photoconductivity in few-layer PtSe2 field-effect transistors
二硒化铂（PtSe_2）场效应晶体管具有p型导电性，对温度和环境压力敏感。曝光于超连续谱白光光源揭示了正光电导和负光电导共存于同一器件中。一种类型的光电导性相对于另一种类型的主导性由环境压力控制。事实上，在高真空中观察到的正光电导在压力升高时转变为负光电导。密度泛函理论计算证实了PtSe_2表面物理吸附的氧分子起着受主的作用。由光照射引起的氧分子从表面的脱附导致沟道电导率中的载流子浓度降低。了解物理吸附的氧分子与PtSe_2薄膜之间发生的电荷转移，为调节材料的载流子密度和光学性质提供了一条有效的途径。
2021-07-20 cond-mat.mes-hall 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
Photoluminescence and High Temperature Persistent Photoconductivity Experiments in SnO2 Nanobelts
在空气、氦气和真空气氛中，研究了单个氧化锡（SnO 2）纳米带中作为温度的函数的持续光电导（PPC）效应，并进行了低温光致发光测量以研究光学跃迁并确定带隙内的受体/供体能级及其最佳表示。在200 ~ 400 K的温度范围内，在紫外光照射下，我们观察到光电导的快速而强烈的增强，并且光电流的最大值随温度或氧浓度的降低而增大。通过关闭UV照射，诱导的光电流衰减，寿命长达几个小时。光电导和PPC的结果被解释为在SnO 2纳米带的表面的分子氧的吸附和脱附。基于PPC衰减的温度依赖性的激活能为230 meV，这对应于所需的能量为自由空穴的热电离从受体能级的价带，在协议的光致发光结果。在金属氧化物半导体中，分子氧与空穴的复合是PPC效应的起源，因此，PPC效应与文献中通常提出的氧空位无关。
2012-12-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Novel First-Principles Insights into Graphene Fluorination
全面的第一性原理计算进行不同的安排，相关的化学缺陷的氟代石墨烯，以提供准确的微观洞察到石墨烯的过程。为了更好地理解这些现象，计算了半周期和全周期过程的最小能量路径。虽然实验观察表明，一个慢得多的速率的全氟化过程中，与半氟化酮相比，所获得的能量分布表明大大增强氟吸附后的半氟化阶段。这种不确定性是根据半结晶后石墨烯片的显著化学活化来解释的，这显著地促进了系统中化学污染物的形成，从而大大减缓了全结晶过程。在考虑了相关化学物种（包括氢、氧和氮分子以及氙原子）的结合能和耐久性之后，认为氧-氟配体是最有可能对抗石墨烯片的全覆盖的化学污染物。我们提出了一个氧解吸机制的原子描述的全脱附过程中的现实情况。有人认为，所提出的机制很好地解释了在高温下的全反射过程的速率大大提高。
2021-09-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Photoluminescence of oxygen vacancies and hydroxyl group surface functionalized SnO_2 nanoparticles
首次报道了羟基表面功能化的SnO_2量子点和纳米粒子在2.54 eV（488 nm）和2.42 eV（514.5 nm）低能激发下的发光性质。该发光是除了通常观察到的来自“0”缺陷的发光之外的发光。在室温条件下，对所制备的SnO_2量子点进行不同温度的退火处理，得到不同尺寸的纳米粒子。随后，从拉曼光谱中的低频下观察到的声振动和通过透射电子显微镜测量计算NP的平均尺寸。详细的光致发光研究与3.815 eV（325 nm）激发揭示了在不同的退火温度下发生的面内和桥接的'O'空位，以及吸附和解吸的性质。X射线光电子能谱学研究也支持这一观察结果。SnO_2纳米颗粒中与表面-OH官能团相关的缺陷能级在1.96 eV附近显示出一个宽的发光峰，这是借助温度依赖性研究来阐述的。
2015-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Using a high-stability quartz-crystal microbalance to measure and model the chemical kinetics for gases in and on metals: oxygen in gold
本文介绍了使用高稳定性的石英晶体微量天平（QCM）来测量石英振荡器上的金属电极上和金属电极中吸附的气体的质量，当气体压力较低时，气体可以被认为是刚性地附着在金属上，因此粘度效应可以忽略不计。这提供了作为时间函数的气体吸收的总质量的绝对测量，其可用于模拟所涉及的动力学过程。该技术可以测量气体在金属中的扩散参数，接近室温，气体压力远低于一个大气压，与表面过程有关，如原子层沉积和多相催化的模型研究，而传统的扩散测量需要温度超过400 ℃，气体压力至少为几托。该方法的一个强有力的方面是能够结合大量的测量吸收质量的QCM与表面敏感的技术，如俄歇电子能谱在同一真空室。该方法使用原子氧进行说明，该原子氧在6x 10 -5 Torr的O2气体下在热钨丝的存在下形成，与保持在52至120 oC的QCM晶体上的金电极相互作用。一些入射的氧气形成表面氧化物，最终阻止更多的吸收，其余的，约80%，扩散。令人惊讶的是，氧摄取的速率最初随着先前吸收的氧的量而增加;因此，仅当氧的预吸附调节样品时，测量的氧摄取随时间的变化是可再现的。可测量的热解吸需要高于130 ° C的温度，但是在这些实验的所有温度下，所有的氧都可以通过CO清除而被去除。简单的动力学模型，拟合实验数据，提取相关参数。
2018-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Role of Oxygen Adsorption in Nanocrystalline ZnO Interfacial Layers for Polymer-Fullerene Bulk Heterojunction Solar Cells
胶体氧化锌（ZnO）纳米颗粒经常用于有机光致变色领域，用于实现溶液可产生的电子选择性界面层。尽管广泛使用，但缺乏关于颗粒结构特性对器械性能影响的详细研究。在这项工作中，不同的表面积与体积比的ZnO纳米粒子的合成和实施到聚合物-富勒烯体异质结太阳能电池与透气的顶部电极。通过比较封装前后的电特性，发现ZnO层的内表面积在氧气可以渗透太阳能电池的条件下起着至关重要的作用。氧物种在纳米颗粒表面处的吸附导致表面附近的能带弯曲和电子耗尽。这两种效应导致在ZnO/本体异质结界面处形成用于电子注入和提取的势垒，并且在小ZnO纳米晶体（高表面积与体积比）的情况下更明显。在氧的存在下，不同的运输相关的现象进行了详细讨论，即，欧姆损失，表示在串联电阻，以及空间电荷限制电流的发生，有关的聚合物-富勒烯共混物中的电荷积累。由于UV光的吸收可引起吸附的氧物种的解吸，因此电性质也取决于照明条件。随着系统的调查，在不同的空气暴露和光照条件下的太阳能电池的电流与电压特性，以及纯ZnO纳米粒子层的光电导性的研究的帮助下，我们获得详细的了解ZnO纳米粒子表面的有机太阳能电池的功能的作用。
2019-04-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Synergistic Effects of Phosphorus Doping and Oxygen Vacancies on Formaldehyde Oxidation over CeO$_2$(111): A First Principles Investigation
Université de Lorraine（洛林大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）；LEMTA（材料力学与转化实验室）；Université de Monastir（莫纳斯特尔大学）；Faculté des Sciences de Monastir（莫纳斯特尔理学院）；Laboratoire de la matière condensée et nanosciences LR11ES40（凝聚态物质与纳米科学实验室 LR11ES40）；Laboratoire Lorrain de Chimie Moléculaire（洛林分子化学实验室）；Université Lyon 1（里昂第一大学）；IRCELYON（催化、材料和表面研究所）；UMR 5256（联合研究单位 5256）
研究磷掺杂和氧空位对CeO₂(111)上甲醛氧化的影响，用密度泛函理论模拟发现二者协同可增强HCHO吸附、降低C - H键裂解势垒、加速氧化及利于产物脱附，突出磷掺杂CeO₂(111)在低温HCHO氧化上的潜力并为催化材料设计提供见解。
2026-07-17 cond-mat.mtrl-sci
MXene's Surface Functionalization Patterns and Their Impacts on Magnetism
本研究通过密度泛函理论预测Ti$_2$C MXene表面氧和氟官能团的吸附模式，发现氧形成锯齿线状而氟形成岛状，并揭示这些模式如何影响磁性，为可调磁性和纳米器件设计提供指导。
2024-05-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Detailed thermal reduction analyses of Graphene Oxide via in-situ TEM/EELS studies
我们报告了一个深入的研究还原氧化石墨烯（GO）的原位热透射电子显微镜（TEM）分析。原位加热高分辨率TEM（HRTEM）成像和电子能量损失谱（EELS）测量相结合，以确定不同氧官能团的转化，物理吸附和化学吸附水的解吸以及石墨化作为温度的函数，范围从70到1200°C。根据不同的化学和物理参数，已被监测的水和OFGs的一般去除模型。所有这些独特的信息提供了GO在扩展温度范围内的热行为的详细路线图。这不仅对理解GO的热还原过程感兴趣，而且对GO在暴露于热效应时的应用中的响应也至关重要。
2021-04-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Direct evidence for low-energy electron emission following O LVV Auger transitions at oxide surfaces
氧是宇宙中第三丰富的元素，在凝聚态物质和生物系统的化学中起着关键作用。在这里，我们报告的证据，迄今未开发的俄歇转变的氧化物中，价带电子填补了空缺的2s状态的氧，转移足够的能量，使电子发射。我们使用一束动能为$\sim$ 1 eV的正电子，通过物质-反物质湮灭产生O 2s空穴。这使得消除大的次级电子背景成为可能，大的次级电子背景阻碍了对通过该过程发射的低能电子的确定性测量。我们的实验表明，低能量电子发射的俄歇衰变的O 2s空穴从吸附的氧和氧化物表面是非常有效的。具体地说，我们的研究结果表明，低能量电子发射以下的俄歇衰变的O 2s空穴是几乎一样有效的电子发射以下的O 1 s空穴在TiO $_2$的松弛。这对理解俄歇激发离子解吸、库仑衰变、光动力学癌症疗法具有重要意义，并且可能对辐射诱导的腐蚀和催化反应位点产生重要见解。
2020-10-29 cond-mat.mtrl-sci
Stability of near surface nitrogen vacancy centers using dielectric surface passivation
研究了金刚石近表面NV中心在真空与空气中光照下的电荷态不稳定性，发现沉积约2 nm氧化铝介电层可通过稳定表面电负性来稳定NV电荷态，从而提升NV传感器的抗干扰韧性。
2023-11-23 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Observation of hydrogen-induced Dzyaloshinskii-Moriya interaction and reversible switching of magnetic chirality
Dzyaloshinskiii-Moriya相互作用（Dzyaloshinskiii-Moriya interaction，简称DZ-M）是一种稳定磁手性的相互作用，在基础研究和应用研究中具有重要意义。这种反对称交换相互作用是由界面处或非中心对称晶格中的反转对称破缺引起的。在具有大自旋轨道耦合的磁性/重金属界面处经常发现明显的界面非线性。最近的研究表明，在涉及碳（石墨烯）或氧等轻元素的界面处有希望诱导氧化。在这里，我们报告直接观察到诱导的最轻的元素，氢，在室温下的铁磁层的化学吸附，这是支持密度泛函理论计算。我们进一步证明了可逆的手性转变的磁畴壁，由于通过氢化学吸附/脱附诱导的手性。这些结果为理解低原子序数材料中的手性电子和磁离子器件的设计提供了新的思路。
2021-03-01 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Water Oxidation Chemistry of Oxynitrides and Oxides: Comparing NaTaO$_3$ and SrTaO$_2$N
析氧反应（OER）在评价光催化剂和了解其表面化学方面起着重要作用。在这项工作中，我们提出了氧化物NaTaO $_3$（113）表面和氮氧化物SrTaO $_2$ N（001）表面的OER的比较研究。氮氧化物是非常有前途的光催化剂，由于其更小的带隙，并导致更好的可见光吸收相比，氧化物，但我们的知识，他们的表面结构和化学仍然是非常有限的。为了比较氧化物和氮氧化物的表面化学性质，我们进行了密度泛函理论计算，以获得与OER反应步骤相关的自由能变化。对于OER在Ta网站的清洁表面，我们的结果预测的速率限制步骤为两种材料的 *OOH中间体的形成，具有更大的过电位的氧化物比氮氧化物（1.30 V vs 1.01 V）。研究发现，氧化物表面的Na位比Ta位更活跃，OER过电位为0.88 V，而氧氮化物表面Sr位的OER过电位为1.14 V。对于A位，与Ta位相反，发现 *OH的去质子化是限速步骤。计算的Pourbaix图显示，在相关的（光）电化学条件下，所有的表面都覆盖着氧吸附物。然而，发现在A（Na，Sr）位点处的氧吸附物以O $_2$的形式偶联和解吸，在典型的操作条件下使这些位点为空。在这种解吸之后，我们发现OER通过常规的 *OOH机制在氧氮化物的SrO终止上进行，但是通过在氧化物表面上的Na位点处的相邻 *O的直接耦合进行。与氧氮化物的0.88 V相比，氧化物上的这种偶联机制具有最小的0.…
2018-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Oxidation-resilient structural modifications in Nickel-functionalized 3D-graphene for hydrogen storage applications
Istituto Nanoscienze–CNR（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）；NEST-Scuola Normale Superiore（新实验科学与技术学院-高等师范学校）；Department of Physical Science, Earth, and Environment, University of Siena（锡耶纳大学地球与环境物理科学系）；Institute of Sensor and Actuator Systems, TU Wien（维也纳工业大学传感器与致动器系统研究所）；CNR - Istituto Officina dei Materiali (IOM)（意大利国家研究委员会材料工厂研究所）
本研究通过镍纳米颗粒功能化三维石墨烯，结合扫描电镜、X射线光电子能谱等表征手段，探究其对氢吸附与抗氧化性的影响，为提升储氢材料稳定性提供了潜在策略。
2026-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Controlled growth of rare-earth-doped TiO$_{2}$ thin films on III-V semiconductors for hybrid quantum photonic interfaces
本文提出在GaAs和GaSb衬底上通过低温脉冲激光沉积结合砷保护层与缺氧缓冲层，实现Er³⁺掺杂锐钛矿TiO₂(001)外延薄膜的可控生长，为单片集成稀土量子存储器与半导体单光子源、构建可扩展混合量子光子芯片提供了材料平台。
2025-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
