以表面电荷状态和结构的可逆变化表征VO_2(R)单晶纳米棒溶液的相变过程

摘要

二氧化钒(VO_2)是一个传统的具有不同晶型的二元化合物。由于金红石结构的VO_2最为稳定,且在340K附近具有半导体-金属相变(SMT)特性,因此引起人们的广泛关注。在340K时,该材料由单斜结构转变为四方结构,实现从半导体相到金属相的转变。此外,该转变温度(τ_c)也可通过掺杂钨元素降低至室温。这种特性使VO_2有望成为一种节能的"智能窗"功能材料,广泛应用于莫特场效应晶体管和光电开关装置。SMT的特性可以理解为晶格的扭曲可消除能带简并性,从而使电子相关能形成完美的窄带。许多研究人员主要研究与SMT相关的电、磁和光学特性的可逆突变。本文通过测量水介质中纳米棒电位变化,观察与VO_2纳米棒的半导体-金属相变相关的表面电荷的可逆变化。TEM结果的模拟也显示存在类似可逆变化。