Molten o-H3PO4 - A New Electrolyte for the Anodic Synthesis of Self-Organized Oxide Structures: WO3 Nanochannel Layers and Others
本文介绍了纯熔融正磷酸（o-H_3 PO_4）作为自组织电化学电解液的应用。这种电解质允许在诸如钨的金属上形成自组织氧化物结构（一维纳米管、纳米通道、纳米孔），迄今为止，这些金属被认为是非常难以生长自有序阳极氧化物结构的。在这项工作中，我们特别展示了厚的，垂直排列的氧化钨纳米通道层的制造，孔径约为。10 nm，并说明其在一些典型应用中的潜在用途。
2016-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Forming a highly active, homogeneously alloyed AuPt co-catalyst decoration on O2 nanotubes directly during anodic growth
Au和Pt不形成均匀的块体合金，因为它们在热力学上是不可混溶的。然而，我们发现，阳极TiO $_2$纳米管（NTs）可以在原位均匀装饰均匀的AuPt合金纳米粒子（NPs）在其阳极生长。为此，将含有少量溶解的Au（0.1原子%）和Pt（0.1原子%）的金属Ti基材用于阳极氧化。基质金属（Ti）转化为氧化物，同时在氧化物/金属界面直接形成贵金属颗粒，并发生Au和Pt的合金化;然后这些颗粒被不断生长的纳米管壁吸收。在我们的实验中，AuPt合金纳米颗粒的平均尺寸为4.2 nm，并且在阳极过程结束时，规则地分散在TiO $_2$纳米管上。这些合金化的AuPt颗粒在光催化H2生成中充当优异的助催化剂-在太阳光下H2产量为12.04 μL h-1。这表明与用Au（7 μL h-1）或Pt（9.96 μL h-1）的单金属颗粒修饰的TiO $_2$ NT相比，其活性显著增强。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Local anodic oxidation on hydrogen-intercalated graphene layers: oxide composition analysis and role of the silicon carbide substrate
我们研究了纳米级局部阳极氧化（LAO）的氢插层石墨烯生长的碳化硅（SiC）的控制升华。扫描探针显微镜（SPM）被用作光刻和表征工具，以调查的纳米制造结构的局部性能。石墨烯氧化过程后观察到的异常厚度与LAO对衬底的影响有关。显微拉曼光谱被用来证明存在两个氧化制度取决于所施加的偏压。我们表明，部分和全部单层石墨烯的蚀刻可以通过调整偏置电压在LAO。最后，通过扫描电子显微镜和能量色散谱（EDS）实现了完整的组成表征。
2018-05-02 cond-mat.mtrl-sci
Tantalum nitride nanotube photoanodes: establishing a beneficial back-contact by lift-off and transfer to titanium nitride layer
在这项工作中，我们介绍了使用TiN/Ti 2 N层作为背接触的剥离膜的阳极Ta 3 N5纳米管层。在模拟AM 1.5G光下的光电化学H2生成实验中，观察到阳极光电流的起始电位向较低电位的偏移，以及与常规Ta 3 N5纳米管（~ 0.5 V RHE）相比更高幅度的光电流。我们将这种有益效果归因于基于TiNx的背接触层的改善的导电性质，其使得能够促进基于氮化钽的材料到导电衬底的电子传输。
2016-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Research on Interpore Distance of Anodic Aluminum Oxide Template
本文研究和总结了阳极氧化铝模板的孔隙率与电解液、温度、氧化电压等影响因素的关系。研究结果表明，电解液种类和氧化电压对介孔的影响最大，电解液浓度和氧化温度对介孔的影响最小。随着氧化电压的增加，AAO模板的介孔增大。通过调节电解液和氧化电压，可以获得所需的模板间孔。为了获得大的介孔模板，可以在较高的氧化电压下使用磷酸或铬酸电解质。为了获得小孔径模板（孔径在10nm以内），可以采用硫酸盐电解液，在较低的氧化电压或脉冲电压下进行。或者在H_2SO_4和Al_2（SO_4）_3的混合电解液中以较低的氧化电压进行氧化，然后浸泡在HCl和CuCl_2的混合溶液中腐蚀一段时间，直到电池角出现六个孔径较小的孔，AAO模板的孔径减小到原来的0.6倍左右。
2013-01-10 cond-mat.mtrl-sci
High-resolution neutron imaging: a new approach to characterize water in anodic aluminum oxides
在阳极铝氧化物层的生长过程中，水结合在膜中，因此影响所形成的氧化物的固有性质。在这项研究中，我们提出了一种新的方法，使用高分辨率中子成像的基础上，可视化和量化多孔铝氧化物中的水含量作为阳极氧化条件的函数。这些多孔膜中的水直接结合在氧化物结构中（结构）和/或填充孔（形态学）。这一初步研究表明，多孔阳极铝氧化物层的水含量的差异与氧化物生长参数密切相关，但有趣的是，不能直接与非晶氧化物结构或孔形态的特定变化相关。由于高分辨率中子成像的灵敏度高，在水含量的微小变化，我们进一步表明，在硫酸以及磷酸中形成的铝氧化物中的形态水含量是部分可逆的热处理和浸泡。高分辨率中子成像也被发现是高度敏感的结构紊乱和结晶取向，允许识别不同的结晶氧化铝样品的基础上，其结构和形态缺陷的内容。这提供了新的视角来研究氢和/或水的掺入以及氧化物相关的结构修饰对Al oxohydroxides的影响，这些结构修饰与生长参数、稳定性、功能化以及性能调整有关，与表面保护及其作为模板的用途高度相关。
2020-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Compositional gradients in sputtered Ti-Au alloys: Site-selective Au-decoration of anodic TiO$_2$ nanotubes towards enhanced photocatalytic H$_2$ evolution
Au纳米粒子在TiO $_2$表面的电子转移助催化作用可以提高光催化H $_2$的生成性能。最大化助催化效果的关键是精细控制Au纳米颗粒的尺寸和在光催化剂上的位置，这与诸如TiO $_2$形态、照射波长和路径以及光催化剂中的光穿透深度等参数有关。本文提出了一种用Au纳米粒子对阳极TiO $_2$纳米管（TN）进行本征选择性修饰的方法：通过Ti和Au共溅射制备Ti-Au合金层，其厚度方向具有成分梯度;这些层，当在自排序电化学条件下阳极化时，可以形成Au修饰的TN，其中Au纳米颗粒密度和位置根据金属合金基底中的Au浓度分布而变化。我们的研究结果表明，Au助催化剂的放置强烈影响的TN层的光催化H $_2$的演变性能。我们证明，当生长Au装饰TN时，使用具有合适的Au成分梯度的Ti-Au衬底可以导致更高的H $_2$演化速率，与传统生长的具有均匀助催化剂装饰的TN相比。作为副作用，助催化剂纳米颗粒的适当放置允许减少贵金属的量而不倾倒H $_2$释放活性。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
One-dimensional Titanium Dioxide Nanomaterials: Nanotubes
在目前的审查中，我们试图给一个全面的和最新的观点，该领域，重点是目前最研究的阳极二氧化钛纳米管阵列。本文首先介绍了TiO2纳米管和TiO2纳米管阵列的制备方法，然后介绍了TiO2纳米管的物理化学性质及其改性技术。最后，我们将提供一个概述的最探索和应用前景的纳米管二氧化钛。
2016-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Double-Side Cocatalytic Activation of Anodic TiO$_2$ Nanotube Membranes with Sputter-Coated Pt for Photocatalytic H$_2$ Generation from Water-Ethanol Mixtures
采用自组织阳极氧化技术和电位冲击技术制备了自支撑TiO $_2$纳米管膜。然后通过溅射不同的Pt量来装饰膜，i）仅在顶部，ii）仅在底部或iii）在管层的顶部和底部。将Pt修饰的膜以管顶向上或管顶向下的配置转移到FTO载玻片上，并在结晶后使用正面或背面光照射作为H $_2$产生的光催化剂进行研究。管膜的双面Pt-装饰导致更高的H $_2$生成速率（管和光照射配置无关）相比，膜装饰只有一个侧面具有类似的总Pt量。结果表明，这种效果并不归因于Pt助催化剂的总量本身，而是归因于其在两个管末端的分布。这导致优化的光吸收和电子扩散/转移动力学：膜的中心部分充当光收集区，并且其中产生的电子可以向Pt/TiO $_2$活性区（管末端）扩散，在那里它们可以与环境反应并产生H $_2$气体。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Characterizing the Hexagonality of Anodic Aluminium Oxide Nanoporous Arrays
纳米多孔阳极氧化氧化铝已被用作获得纳米材料，如纳米线，表现出有趣的电子，磁性和光学性质的模板。本文介绍了如何在这样的模板，影响所获得的纳米材料的物理性质的几个孔的空间分布的规律性，已被客观地量化。该方法使用自适应阈值，波传播图像分析方法，以及被发现是特别合适的，因为它的位置和不变性的平移，旋转和缩放的六角形测量。商业和实验室制作的样品之间的比较，以测试的方法，导致后者类型的模板更高的六边形。
2005-04-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Preparation of thin PbTiO3 Nanotubes by the Electrophoretic Deposition Method
采用溶胶-凝胶电泳法在多孔阳极氧化铝模板通道中生长PbTiO 3纳米管阵列，因为它是一种廉价、简单的纳米结构生长方法，并且具有更好的管生长控制的优点。此外，这种方法可以制备出高质量的纳米管和更紧凑的结构。在该技术中，半导体多孔阳极氧化铝模板用于生长纳米管阵列。因此，紧密堆积的PbTiO 3纳米管阵列生长在模板通道。据我们所知，溶胶-凝胶电泳是唯一适用于生产厚度低于20 nm的PbTiO 3纳米管的方法（第3.3节）。在固定电泳电压条件下，研究了沉积时间对薄膜壁厚的影响。生长的纳米管的厚度是均匀的，沉积的纳米层的铁电性能的一个重要问题，为未来的调查。
2014-10-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Neutron phase filtering for separating phase- and attenuation signal in aluminium and anodic aluminium oxide
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所）；OST - East Switzerland University for Applied Sciences（东瑞士应用科学大学）
本文提出中子相位过滤方法用于分离相位和衰减信号，以提高界面区域氢含量的定量分析能力。
2024-05-23 cond-mat.mtrl-sci
Electronic Transport in Composites of Graphite Oxide with Carbon Nanotubes
我们表明，在单壁碳纳米管网络内的电绝缘氧化石墨（GO）的存在强烈增强了导电性，而还原的氧化石墨，即使是导电的，也抑制了具有单壁碳纳米管的复合网络内的导电性。杨氏模量和拉曼光谱的测量强烈支持我们的解释的氧化物基团的间接作用，存在于单壁碳纳米管/氧化石墨复合材料内的氧化石墨，通过金属单壁碳纳米管的电子掺杂。
2013-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Efficient Photocatalytic H2 Evolution: Controlled Dewetting-Dealloying to Fabricate Site-Selective High-activity Nanoporous Au Particles on Highly Ordered TiO2 Nanotube Arrays
叠加自序过程：我们形成阳极自组织二氧化钛纳米树桩，并利用它们的Au-Ag溅射膜的自序去湿。这在管顶部（冠位置）或底部（地面位置）形成有序的颗粒配置。通过去合金化，我们然后形成，从最少量的贵金属，多孔金纳米粒子，当在冠位置允许一个显着改善的光催化H2生产相比，由传统的去湿过程中产生的纳米粒子。
2016-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Time delay as the origin of oscillations in anodic Si electrodissolution
本文提出基于物理化学步骤的数学模型，通过引入氧化层生成与蚀刻间的时间延迟，解释了硅阳极电溶解振荡现象，并经数值模拟与稳定性分析验证了其机制与普适性。
2025-08-13 cond-mat.mtrl-sci nlin.AO physics.chem-ph
Enhanced Performance of Dye-Sensitized Solar Cells based on TiO2 Nanotube Membranes using Optimized Annealing Profile
我们使用独立的二氧化钛纳米管膜，转移到FTO幻灯片在正面照明染料敏化太阳能电池（DSSC）。我们研究了在FTO衬底上自有序阳极TiO2纳米管层的太阳能电池排列的关键参数，即退火过程对DSSC光转换效率的影响。结果表明，使用最佳的温度退火曲线可以显著提高DSSC效率（在我们的情况下为9.8%），因为它导致管氧化物中的捕获态密度显著降低，从而大大改善了电子输运性质。
2016-10-14 cond-mat.mtrl-sci
Conformal oxide coating of Carbon Nanotubes
铁电存储器的国际路线图要求到2010年将高介电材料三维集成到金属互连或底部电极上。我们报告的第一个集成的高介电氧化物薄膜到碳纳米管电极的超高集成密度的FeRAM（Tb/in2）的目的。
2007-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Critical Oxide Thickness for Efficient Single-walled Carbon Nanotube Growth on Silicon Using Thin SiO2 Diffusion Barriers
将碳纳米管，特别是单壁碳纳米管，无缝地集成到硅上的能力将大大扩展应用范围。虽然使用化学气相沉积的直接集成是最简单的方法，但由于形成非催化硅化物，单壁碳纳米管在裸硅和超薄氧化物上的生长受到极大抑制。使用X射线光电子能谱学，我们表明，硅化物的形成发生在超薄氧化物由于热激活金属扩散通过氧化物。硅化物对单壁纳米管生长的影响大于多壁纳米管，这是由于在较高的单壁纳米管生长温度下增加的动力学。我们证明，镍和铁催化剂，当沉积在干净的硅或超薄二氧化硅层，开始形成硅化物在相对较低的温度下，并通过900 ℃，所有的催化剂已被纳入硅化物，使其不活跃的后续单壁纳米管的生长。我们进一步表明，4 nm的二氧化硅层是最小的扩散阻挡层的厚度，它允许有效的单壁纳米管的生长。
2007-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of large-scale ring carbon nanotube networks and a general growth mechanism for carbon nanotubes
采用热化学气相沉积法在多孔阳极氧化铝纳米通道网络模板中首次制备了大规模完全互连的环状碳纳米管（CNT）网络。这种导电碳纳米管网络膜由数十亿个单层纳米管段组成，可以制成厘米级的模板大小，具有均匀的二维环状拓扑结构。这些碳纳米管网络可以由电沉积到模板中的微小Fe/Co催化剂颗粒生长，或者完全不需要额外的金属催化剂。常见的互连环拓扑结构表明了一种双尖端生长机制，其中每个CNT的生长应该通过碳簇的掺入在两端发生，直到它们连接到其他CNT中。通过比较有催化剂颗粒和无催化剂颗粒的碳纳米管网络的不同形貌，我们发现碳团簇的局部浓度对碳纳米管的持续生长起着关键作用。
2006-09-18 cond-mat.mtrl-sci
Trends in Metal Oxide Stability for Nanorods, Nanotubes, and Surfaces
纳米结构的形成能在决定其性质，包括催化活性方面起着重要作用。对于15种不同的金红石和8种不同的钙钛矿金属氧化物的情况下，我们发现，密度泛函理论（DFT）计算的（2，2）纳米棒，（3，3）纳米管，（110）和（100）表面的形成能可以半定量地描述的金属-氧键断裂的分数和键带中心的块状金属氧化物。
2010-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Elasticity and piezoelectricity of zinc oxide crystals, single layers, and possible single-walled nanotubes
用第一性原理计算研究了氧化锌（ZnO）晶体和单层薄膜的弹性和压电性。结果表明，当ZnO薄膜层数少于3层时，ZnO薄膜更倾向于类石墨结构，而不是纤锌矿结构。ZnO单层的弹性比石墨单层的柔性大得多，压电性比氮化硼单层的强。单壁ZnO纳米管（SWZONTs）原则上可以存在，因为它们的负结合能。SWZONT的压电性取决于它们的手性。对于大多数氧化锌纳米管，除了锯齿型，扭曲周围的管轴将诱导轴向极化。提出了一种以碳纳米管为模板，通过固-气相法制备单壁碳纳米管的可能方案。
2006-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Self-ordered Mo-oxide Nanotube Arrays as Precursor for Aligned MoOx/MoS2 Core-Shell Nanotubular Structures with a High Density of Reactive Sites
在目前的工作中，我们证明了自组织形成的阳极钼氧化物纳米管阵列生长在钼片在适当的电化学条件下，在甘油/NH 4F电解质。所得到的非晶管可以通过退火到MoO 2或MoO 3来结晶。然后，管壁可以进一步完全或部分硫化成Mo硫化物，以形成垂直排列的MoOx/MoS 2纳米管的有序阵列。在优化的条件下，限定的MoS 2片以逐层低角度之字形排列形成在氧化物壁上，其提供高密度的反应性堆垛层错。这些核-壳纳米管阵列由具有导电低氧化物核和功能性高缺陷密度MoS 2涂层的管组成，对于诸如电催化（析氢）或离子插入装置的应用是非常有前途的。
2016-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Resonance Anomalous Surface X-ray Scattering
共振反常表面X射线散射（RASXS）技术应用于电化学界面研究。它被用来确定电化学形成的阳极氧化膜在铂表面的化学状态。结果表明，RASXS表现出强烈的偏振依赖性时，表面显着修改。极化依赖性证明了三个例子;阳极氧化物的形成，硫酸盐吸附，和CO吸附在铂表面上。s-和p-偏振RASXS数据用最新版本的从头计算多重散射计算（FIG.8.2）模拟。基本的理论考虑也提出了在RASXS的偏振依赖性的起源。
2005-10-10 cond-mat.mtrl-sci
High-Temperature Annealing of TiO2 Nanotube Membranes for Efficient Dye-Sensitized Solar Cells
我们将阳极二氧化钛奈米管膜以自上而下的方式转移到FTO玻璃上，以制作光阳极，并将其用于制作正面照明式染料敏化太阳能电池。在太阳能电池构造之前，基于管的光阳极在不同温度（400-800°C）下结晶，并且研究管电子输运性质对太阳能电池的光伏性能的影响。我们表明，提高太阳能电池效率（高达约。8.0%）。与电子输运时间测量一致，当管膜在600°C结晶时，能够显著增强电子迁移率。
2016-10-17 cond-mat.mtrl-sci
On the origin of univalent Mg$^+$ ions in solution and their role in anomalous anodic hydrogen evolution
Max-Planck-Institut f\"ur Eisenforschung GmbH, Max-Planck-Stra e 1, 40237 D\"usseldorf, Germany
研究揭示了在阳极条件下镁原子溶解过程中形成溶剂化[Mg$^{2+}$(OH)$^-$]$^+$离子复合物的机制，挑战了传统Mg$^{2+}$离子假设，为理解异常氢析出现象提供了新视角。
2024-07-18 cond-mat.mtrl-sci
Photocatalytic H2 generation using dewetted Pt-decorated TiO2 nanotubes - Optimized dewetting and oxide crystallization by a multiple annealing process
在目前的工作中，我们使用二氧化钛纳米管阵列，进行最佳去湿的Pt涂层，作为光催化剂产生H2。为了实现最大的H2生成效率，一方面需要Pt层理想的热去湿成纳米颗粒，这需要无氧热处理，另一方面，仅通过在含O2环境中退火来实现TiO 2纳米管最佳结晶成具有降低的缺陷密度的纳米颗粒。为了克服这个问题，我们结合了足够的还原和氧化条件下，在多次退火处理，并获得Pt修饰的TiO 2纳米管显示出显着增强的光催化H2生成能力。
2016-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Millimeter-Thick Single-Walled Carbon Nanotube Forests: Hidden Role of Catalyst Support
利用铁/铝氧化物催化剂组合库对单壁碳纳米管的“超生长”进行了参数研究。毫米厚的纳米管森林生长在10分钟内，和那些生长通过使用催化剂与薄Fe层（约0.5 nm）的单壁碳纳米管。虽然碳纳米管森林生长在广泛的反应条件下，如气体成分和温度，单壁碳纳米管的窗口是狭窄的。铁催化剂只有在负载在氧化铝上时才能快速生长纳米管。氧化铝，这是一个众所周知的催化剂，在烃重整，在提高纳米管的生长速率起着至关重要的作用。
2007-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Atomic layer deposition of ZnS nanotubes
我们报告了在低至75 $^{\circ}$ C的温度下通过原子层沉积（ALD）将具有可变的、精确可调的壁厚和管直径的高纵横比（$\gtrsim300$）硫化锌纳米管生长到高度有序的阳极氧化铝模板孔中。采用各种表征技术来获得合成样品的组成、形态和晶体结构的信息。除了实际应用外，ALD生长的管可以被设想为研究某类尺寸依赖的量子和经典现象的模型系统。
2009-08-04 cond-mat.mes-hall 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
Hierarchical DSSC structures based on single walled TiO2 nanotube arrays reach back-side illumination solar light conversion efficiency of 8%
在目前的工作中，我们介绍了一种基于分层结构的单壁，自组织的二氧化钛层的DSSC的控制建设的路径。在第一步中，我们描述了一种简单的方法来选择性地去除内部有害的壳阳极二氧化钛纳米管（NT）。然后，这允许用TiO 2纳米颗粒对这些TiO 2-NT壁进行受控的良好限定的逐层装饰（这与常规的TiO 2纳米管形成对比）。我们表明，这种定义的多层装饰可以优化，以建立染料敏化太阳能电池，（在背面照明条件下）可以产生太阳光转换效率在8%的范围内。观察到的有益效果可归因于三个因素的组合：1）单壁管本身的电子性质改善，2）通过限定的TiCl 4处理进一步改善电子性质，和3）对于逐层装饰的单壁管而言变得可能的更高的比染料负载。
2016-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Angular dependence of coercivity in magnetic nanotubes
无限大的磁性纳米管的成核场，在一个磁场的情况下施加平行于管的长轴，计算作为其几何参数的函数，并与那些产生的阳极氧化铝膜的孔隙内的原子层沉积。我们还将这一结果推广到角依赖的情况。我们观察到从卷曲模式旋转相干模式旋转的函数的角度，其中的外部磁场施加的过渡。最后，我们观察到管的内径有利于磁化卷曲反转。
2007-10-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Tunable Conformal Graphene Growth on Oxide Nanotube scaffolds: Towards Superwettable Hierarchical 2D-3D Architectures
Universidad de Sevilla（塞维利亚大学）；GREMI, Groupe de Recherches sur l’Energétique des Milieux Ionisés (CNRS-Université d’Orléans)（离子介质能源研究组（法国国家科学研究中心-奥尔良大学））；Kiel University（基尔大学）；Westfälische Hochschule（西威斯特法伦应用科技大学）
本研究开发了一种低温可扩展的等离子体辅助方法，在氧化物纳米管支架上实现可调谐保形石墨烯生长，制备出的分级结构表面具有无氟长期全疏性，可应用于智能表面等领域。
2026-08-03 cond-mat.mtrl-sci
High-Performance Carbon Nanotube Field-Effect Transistor with Tunable Polarities
最先进的碳纳米管场效应晶体管（CNFET）表现为肖特基势垒（SB）调制晶体管。众所周知，栅极氧化物的垂直缩放显著地改善了这些器件的性能。然而，降低氧化物厚度也导致显著的双极晶体管特性和增加的漏极漏电流。使用一种新的器件概念，我们已经制造出高性能，增强型CNFET表现出n或p型单极行为，可调的静电和/或化学掺杂，具有良好的关断状态的性能和陡峭的亚阈值摆幅（S =63 mV/dec）。该器件设计允许积极的氧化物厚度和栅极长度缩放，同时保持所需的器件特性。
2005-01-28 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis of Homogeneous Manganese-Doped Titanium Oxide Nanotubes from Titanate Precursors
我们报道了一种新的合成方法，可以在很宽的浓度范围内均匀地掺杂锰元素钛白纳米管。以水热法制备的涡旋型三钛酸盐（H2 Ti 3 O 7）纳米管为前驱体，研究了纳米管的结构和性能。通过离子交换法引入Mn ~（2+），得到Mn（x）H（2-x）Ti（3）O（7）。在随后的热处理中，它们转变为Mn（y）Ti（1-y）O（2），其中y=x/（3+x）。利用电子自旋共振（ESR）技术研究了Mn ~（2+）离子在前驱体和最终产物中的存在状态和局部环境。结果发现，Mn 2+离子占据两个位置：第一个具有几乎完美的立方对称性，而另一个是在一个强烈扭曲的八面体网站。两个Mn ~（2+）位置的比例与掺杂水平无关，在Mn（x）H（2-x）Ti（3）O（7）中为15：85，在Mn（y）Ti（1-y）O（2）中为5：95。SQUID磁强计没有显示在均匀Mn 2+掺杂的纳米管的长程磁序。
2013-05-21 cond-mat.mtrl-sci
Tuning the electronic and chemisorption properties of hexagonal MgO nanotubes by doping - Theoretical study
氧化物材料提供了广泛的有趣的物理和化学性质。在纳米尺度上，氧化物的行为更加多样化，使这些材料有资格用于许多应用。在本研究中，我们使用密度泛函理论计算来研究不同长度的六角氧化镁纳米管的物理和化学性质。我们分析了Li、B、C、N和F掺杂对纳米管性能的影响。我们发现，所有的掺杂剂有利于边缘位置时，纳入纳米管。掺杂导致净磁化强度，其值取决于杂质的类型。以CO分子为探针，研究了未掺杂和掺杂MgO纳米管的吸附性能。我们的研究结果表明，掺杂剂的网站也显着改变化学反应性的中心。虽然原始的MgO纳米管吸附CO弱，非常强的吸附在掺杂剂的网站（B-，C-和N-掺杂的纳米管）或相邻的边缘原子（F-和Li-掺杂的纳米管）观察。我们的研究结果表明，氧化物材料中的杂质工程可能是一个有前途的战略，为开发新的材料，可能用作选择性吸附剂或催化剂。
2018-06-21 cond-mat.mtrl-sci
Ar+-ion Bombardment of TiO2 Nanotubes Creates Co-catalytic Effect for Photocatalytic Open Circuit Hydrogen Evolution
在目前的工作中，扩展氩离子轰击被用来改性TiO 2纳米管（NTs）层。原位X-射线光电子能谱学揭示了在纳米管层中形成的低氧化物（Ti 3+，Ti 2+状态）的高含量。测试这些样品显示开路光催化析氢的能力。我们发现对于UV（cw激光325 nm）照射以及对于AM 1.5条件，在没有通常的贵金属纳米颗粒装饰的情况下强烈增强的H2析出活性。因此，我们得出结论，这些亚氧化物状态可以发挥重要的作用，在活化的二氧化钛纳米管-即作为一个析氢助催化剂。
2016-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Synthetically Encapsulated \& Self-Organized Transition Metal Oxide Nano Structures inside Carbon Nanotubes as Robust Li-ion Battery Anode Materials
我们报告了一个全面的研究四种不同的过渡金属氧化物封装在碳纳米管（CNT）的电化学性能。与氧化物包封物的类型无关，所有这些样品与裸氧化物相比都表现出优异的循环稳定性。在样品合成过程中创新性地使用樟脑，可以精确控制这些自组织碳纳米管结构的形态，这反过来似乎对比容量的大小起着至关重要的作用。不同样品的电化学数据的比较评价提出了有趣的推论有关的形态，填充分数的氧化物封装，和存在的氧化物纳米颗粒粘附在填充的CNT外。我们的研究结果为优化关键参数提供了有用的指针，从而为使用这些合成封装和自组织碳纳米管结构作为锂离子电池的阳极材料以及可能的其他电化学应用铺平了道路。
2020-11-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Amorphous Mo-Ta oxide nanotubes for long-term stable Mo oxide based supercapacitors
随着便携式电器的大规模使用，出现了对越来越高密度的能量存储装置的高需求。原则上，MoO 3具有作为超级电容装置中的负电极材料的大电位，这是由于可以从其可逆氧化还原反应获得的高电荷密度。然而，MoO 3在水性电解质中的电化学稳定性极差，阻碍了其在高电容装置中的实际应用。在这项工作中，我们描述了如何克服这一严重的稳定性问题，形成非晶氧化钼/氧化钽纳米管阳极氧化的钼钽合金。临界量的Ta氧化物（> 20 at-%）的存在防止了MoO 3相的电化学衰减，从而产生极高的稳定性。由于钽氧化物提供的保护，在10000次充电/放电循环后没有电容损失。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Large diameter TiO$_2$ nanotubes enable integration of conformed hierarchical and blocking layers for enhanced dye-sensitized solar cell efficiency
在本工作中，我们生长阳极TiO $_2$纳米管层的管直径~ 500 nm和一个开放的管口。我们在染料敏化太阳能电池（DSSC）中使用这种形态，并表明这些管允许构建具有定义和壁一致性TiO 2纳米颗粒装饰的纳米管的混合分层光阳极结构。同时，大直径允许成功地建立SiO $_2$或Al $_2$ O $_3$的附加（绝缘）阻挡层。我们发现，这种分层结构和阻挡层的组合显着提高了太阳能电池的效率，通过抑制复合反应。在这种DSSC结构中，在具有AM 1.5照明的背面照明下的太阳能电池效率从5%净管提高到7%。
2020-04-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
3d Transition Metals and Oxides within Carbon Nanotubes by Co-Pyrolysis of Metallocene & Camphor: High Filling Efficiency and Self-Organized Structures
我们证明，一个单区炉与修改后的合成室设计是足够的，以获得金属（铁，钴或镍）填充的碳纳米管（CNT）具有高填充效率和可控的形态。样品是通过热解异戊烯形成的，这是一种合成技术，否则需要双区炉。在所有三种情况下，各自的茂金属以粉末形式升华，这是获得高填充效率的关键因素。虽然Fe@CNT通常使用这种技术生产，但首次报道了良好形成的Ni@CNT或Co@CNT样品。这是通过二茂镍（或二茂钴）与“二茂”的组合升华来实现的。这些样品表现出一些最高的饱和磁化强度（Ms）值，至少一个数量级高于报告的Ni或Co填充的CNT，通过气溶胶辅助热解。结果还阐明了为什么Ni或Co@CNT是相对难以通过单独热解粉末茂金属获得的。总的来说，合成参数的系统变化提供了获得窄的长度和直径分布以及减少填充CNT外部的残留颗粒的见解-这对于器件相关应用是重要的因素。最后，该技术的实用性通过获得高度对准的Fe2O3@CNT森林来证明，其中Fe 2 O3是与自旋电子学和电池应用相关的功能磁性氧化物。
2017-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Porous nanostructured metal oxides synthesized through atomic layer deposition on a carbonaceous template followed by calcination
具有纳米尺寸特征的多孔金属氧化物由于其高的表面积而引起了近几十年来的广泛关注，这对于许多应用是必不可少的，例如锂离子电池、光催化剂、燃料电池和染料敏化太阳能电池。迄今为止，人们研究了多种方法来合成多孔纳米结构的金属氧化物，包括自组装和模板辅助合成。对于后一种方法，森林的碳纳米管被认为是特别有前途的模板，就其一维性质和所得的高表面积。在这项工作中，我们系统地研究了形成多孔金属氧化物（Al 2 O3，TiO 2，V2 O 5和ZnO）具有不同的形貌使用原子层沉积在多壁碳纳米管，然后通过沉积后煅烧。X-射线衍射，扫描电子显微镜伴随X-射线能量色散谱和透射电子显微镜被用于在煅烧过程中的微观和纳米尺度的形态和结构转变的调查。金属氧化物的晶化温度、表面覆盖率和碳纳米管的氧化温度对最终形貌有显著影响。
2015-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Oxide layer thickness effects on the resistance switching characteristics of Ti/TiO2-NT/Au structure
采用钛箔阳极氧化法制备了自有序纳米管TiO 2-NT，其外径为45 nm。制备了四组直径为100 $μm$的基于Ti/TiO 2-NT/Au三明治结构的忆阻器，其氧化层厚度分别为80、120、160和200 nm。电流-电压（CV）特性的静态和动态操作模式下获得的样品进行了研究。估计高电阻状态和低电阻状态下的电阻。通过对动态模式下（> 14000次开关）CV特性的分析，指出了氧化层厚度为160 nm的Ti/TiO 2-NT/Au微忆阻器在非易失性存储器中的应用前景。关键词：阳极二氧化钛，钛白纳米管，纳米管结构，忆阻器，阻变
2019-06-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Environmental Remediation Applications of Carbon Nanotube and Graphene Oxide: Adsorption and Catalysis
废水等环境问题已经影响到我们生活的各个方面。将现有的修复解决方案与探索新的功能性碳纳米材料（如碳纳米管，氧化石墨烯，石墨烯）从不同的角度结合起来，将为理解环境问题，现象并找到与自然相处的方法开辟新的途径。本文综述了利用低维碳纳米材料及其复合材料作为吸附剂、催化剂或催化剂支持剂来实现社会可持续发展所面临的各种挑战的潜在环境修复解决方案。
2019-02-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Electrical and optical properties of hydrated amorphous vanadium oxide
研究了电化学阳极氧化法制备的非晶氧化钒薄膜的电学和光学性质。结果表明，在阴极极化下，氢从电解质插入钒氧化物中发生。发现非晶态HxVO 2中的金属-绝缘体转变在高浓度（x ~ 1.5）的氢下保持不变。在“V/水合非晶氧化钒/Au”夹层结构中观察到与H+离子转移相关的N型负微分电阻的存储器开关。
2020-01-08 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
High temperature ferromagnetism of Li-doped vanadium oxide nanotubes
Krusin-Elbaum等人早先报道的掺杂混合价钒氧化物纳米管的令人困惑的高温铁磁性的性质，Nature 431（2004）672，已经通过静态磁化、μ子自旋弛豫、核磁和电子自旋共振光谱技术来解决。通过电化学嵌锂实现了对电荷掺杂的精确控制。我们发现，它提供了多余的电子，从而增加了相互作用的磁性钒网站的数量，并在一定的掺杂水平，产生持续到室温的铁磁响应。因此，我们证实了令人惊讶的先前的结果，通过完全不同的插层方法制备的样品。此外，我们的光谱数据提供了第一个充分的证据，大规模的性质的影响。特别是，他们使一个结论，锂成核超顺磁性纳米尺寸的自旋团簇周围的嵌入网站负责不寻常的高温铁磁性的钒氧化物纳米管。
2009-12-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetic properties of vanadium-oxide nanotubes probed by static magnetization and {51}V NMR
本文报道了多壁钒氧化物纳米管的静态磁化率和核磁共振的测量结果。在这种纳米磁体中，钒离子的结构低维性和混合价态产生了复杂的静态磁化强度和核弛豫速率的温度依赖性。对磁性的不同贡献的分析允许识别单个层间磁性位点以及纳米管壁的双层中的强反铁磁耦合的钒自旋（S = 1/2）。特别是，数据给出了强烈的迹象表明，在结构上定义良好的钒自旋链的墙壁，由于不均匀的电荷分布，反铁磁二聚体和三聚体发生。总的来说，约30%的钒离子以二聚体的形式耦合，表现出700 K量级的自旋间隙，另外约30%的钒离子包括单独的自旋和三聚体，而其余约40%的钒离子是双自旋的。
2006-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Crossover between two different magnetization reversal modes in arrays of iron oxide nanotubes
从理论上研究了原子层沉积法生长的外径为50 nm的氧化铁纳米管有序阵列中的磁化反转与管壁厚度$d_{w}$的关系。在细管（$d_{w}<13$ nm）中，通过涡旋畴边界的传播来实现磁化反转，而在厚壁管（$d_{w}>13$ nm）中，通过横向畴边界的传播来驱动反转。管之间的静磁相互作用是导致阵列中的矫顽场减小的原因。我们的计算结果与最近报道的实验结果一致。我们预测，在考虑的长度尺度上，涡旋和横向磁化反转模式之间的交叉是一种普遍现象。
2011-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Manganese oxide coated TiO2 nanotube-based electrode for efficient and selective electrocatalytic sulfide oxidation to colloidal sulfur
制备了MnO_2包覆的TiO_2纳米管阵列（NTA），并将其应用于硫化物的电催化氧化。通过调整电沉积工艺参数和煅烧温度，得到的涂层为MnO2或Mn2O3，形貌为棒状或针状。Ti/TiO2 NTA/MnxOy阳极的优异催化活性导致硫化物通过硫离子和锰氧化物之间的内球络合物被稳健地选择性氧化成元素硫。MnxOy在NTA内部的渗透改善了粘附性并增强了电子转移，从而使得Mn氧化物涂层能够完全且快速地电催化再氧化。在pH 8时，硫化物氧化的最终产物是胶体硫，S8，其防止阳极钝化并在随后的应用中实现稳定的（电）催化活性。这在合成电解质和实际污水中都观察到，从而证明了Ti/TiO2 NTA/MnxOy阳极在复杂废物流中氧化硫化物的效率。
2021-05-24 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Low-Noble-Metal-Loading Hybrid Catalytic System for Oxygen Reduction Utilizing Reduced-Graphene-Oxide-Supported-Platinum Aligned with Carbon-Nanotube-Supported Iridium
由还原的氧化石墨烯负载的铂和多壁碳纳米管负载的铱（两种贵金属分别以15和< 5 μ g cm-2的水平的低负载量使用）组成的混合系统已被认为是用于在酸性介质（0.5 mol dm-3 H2SO 4）中还原氧的催化材料。用旋转环-盘电极伏安法测试了该催化剂对氧还原和过氧化氢中间体形成的电催化活性。所提出的催化系统的效率也通过在80 °C下用气体扩散电极半电池进行电流动力学测量来解决。碳纳米管的作用是通过降低溶剂蒸发过程中还原氧化石墨烯重新堆积的程度来改善电催化界面处的电荷分布，并促进催化系统中氧气和电解质的传输。诊断电化学实验揭示，在含铱的系统中，不仅产生了更高的盘电流，而且产生了小得多的环电流（与还原的氧化石墨烯负载的铂及其与裸碳纳米管的复合物相比），清楚地表明形成了较少量的不期望的过氧化氢中间体。在低负载下使用的来自向Pt添加痕量铱（负载在碳纳米管上）的增强效应可能源于Ir诱导不期望的过氧化氢中间体分解的高能力。在混合体系中，Pt活性中心的活化（由于少量Ir的存在）和稀释（通过碳纳米管）之间存在竞争，因此特别注意调整它们的组成。
2018-05-09 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
CVD Synthesis of Small-Diameter Single Walled Carbon Nanotubes on Silicon
发展了一种化学气相沉积超SD单壁碳纳米管的简单工艺。在该方法中，使用浓度为400 μ g/mlit的硝酸铁九水合物异丙醇溶液来催化氧化硅晶片上的纳米颗粒形成。基底上的氧化物由夹在两层薄的干氧化物之间的厚的湿氧化物层制成。该工艺产生了直径小于0.7nm和带隙能量大于1 ev的半导体单壁碳纳米管（SWNTs），这是有史以来报道的最小直径的SWNTs之一。
2012-07-16 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Structural and electronic properties of MgO nanotube clusters
有限的氧化镁纳米管进行了研究。在局域密度近似下，用赝势密度泛函理论研究了四个平行正方形、六边形、八边形和十边形的堆积。优化的结构是轻微扭曲的多边形堆叠。这些集群是绝缘体和8.5 eV的带隙是恒定的堆叠的多边形环的直径的调查范围内。利用L“owdin布居分析，估算出MgO纳米管中向氧原子的电荷转移为1.4，这表明所研究的MgO纳米管中存在混合离子共价键。
2004-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Quantum Conductors Formation and Resistive Switching Memory Effects in Zirconia Nanotubes
具有薄氧化层的金属-电介质-金属三明治结构用于非易失性存储器的忆阻元件的发展前景归因于可靠地形成具有量子化电阻的持续功能态的可能性。本文研究了基于非化学计量$ZrO_2$纳米管的忆阻器在不同阻变模式下的特性。已使用$Zr$箔的阳极氧化来合成$1.7$ $μ$ $m$厚度的氧化锆层，其由具有75 nm外径的垂直取向的纳米管的有序阵列组成。采用掩模磁控沉积法制备了$Zr/ZrO_2/Au$夹层结构。研究了$Zr/ZrO_2/Au$忆阻器在单极和双极模式下的阻变效应。评估了高电阻（HRS）和低电阻（LRS）状态之间的电阻比$\geq3\cdot10^4$。研究发现，由于形成了基于氧空位的量子导体（$V_O$），LRS的电导率在很宽的范围内被量子化，最小值为$0.5G_0=38.74$ $μ$ $S$。已经提出了允许$V_O$在施加的电场中迁移的$Zr/ZrO_2/Au$忆阻器的电阻切换机制。结果表明，欧姆型和空间电荷限制的电导率实现在LRS和HRS，相应的。我们提出的结果，可用于开发有效的忆阻器的功能$Zr/ZrO_2/Au$纳米层结构的基础上，具有多个电阻状态和高电阻比。
2021-02-07 cond-mat.mtrl-sci
The Stability of Rutile Oxides for Oxygen Evolution Catalysis: From Mechanistic Understanding to New Descriptors
本研究通过计算分析金红石型IrO₂与RuO₂的金属-氧键强度，揭示二者稳定性差异的电子起源，利用晶体轨道衍生的电子描述符区分键的共价与离子贡献，为氧析出催化的稳定性研究提供新视角。
2026-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and characterization of vertically oriented hybrid Zn2GeO4-ZnO beaded nanowire arrays and Zn2GeO4 nanotubes
采用无催化剂的方法，通过气固相法成功制备了垂直排列的球形锗酸锌（Zn 2GeO 4）/氧化锌（ZnO）杂化纳米线阵列。合成的产品，其特征在于使用X射线衍射，扫描电子显微镜和透射电子显微镜配备了能量色散X射线光谱仪。TEM研究显示了Zn 2GeO 4/ZnO纳米线的珠状微结构。在此基础上，对Zn 2GeO 4/ZnO混合纳米线进行湿法刻蚀处理，制备了Zn 2GeO 4纳米管。
2015-03-07 cond-mat.mtrl-sci
