功能氧化物薄膜中的离子缺陷：
从高温固/气界面平衡到常温固/液界面动态调控
陆启阳研究员
西湖大学
简介：
陆启阳博士现任西湖大学工学院特聘研究员和固态离子学实验室负责人。2012年毕业于清华大学材料科学与工程系，获工学学士。本科毕业后在美国麻省理工学院（MIT）攻读博士学位，师从Bilge Yildiz教授（现任国际固态离子学会主席）。2018年1月取得工学博士学位，并荣获当年度MIT材料系最佳博士生论文奖。随后先后在橡树岭国家实验室，斯坦福大学和劳伦斯伯克利国家实验室先进光源进行博士后研究。曾获得美国材料研究学会研究生金奖（MRS GSA Gold）, 美国陶瓷学会Ross Coffin Purdy奖（共同获奖人）等荣誉。陆启阳博士的研究领域属于表面科学、固态电化学与材料科学的交叉领域。将前沿的原位表面与界面研究方法与知识运用于材料科学的基础研究中，成功实现了在高温、反应气氛、外加电压等极端条件下，对材料表面与界面的电子结构、化学组成及缺陷等性质进行纳米尺度上的探测，阐明了材料表面与界面的微观性质对表面化学反应动力学影响机理。在Nature Materials，JACS，ACS Nano等国际期刊上发表了多篇论文，并入选了国家海外高层次引进人才计划项目。
报告摘要：氧化物薄膜由于其在化学成分和缺陷浓度上极大的调控范围，在电催化，储能以及磁、电、声子和光子学器件中得到了广泛的应用。本工作系统研究了如何通过理解高温固/气界面和常温固/液界面上的离子缺陷行为来设计氧化物薄膜的物理化学性质。报告将重点介绍两个工作来讨论氧化物薄膜的离子缺陷调控：1）利用固态电解质作为导通氧负离子的媒介，可以利用高温固/气界面和外加偏压诱导锶钴氧化物（SrCoOx）的相变。本工作同时利用新发展的原位结构表征手段来观察电化学诱导相变过程中氧化物的晶体结构和电子结构的变化，达到深刻揭示相变机理的目的[1]。2）我们利用常温固/液界面和高温固/气界面的电化学方法，在氧化物薄膜和陶瓷材料中引入离子缺陷浓度梯度。这种新型的器件结构可以引入空间上连续分布的离子缺陷浓度，从而被用来高通量建立“性质-离子缺陷浓度”的相图[2, 3]。报告还将讨论如何利用新发展的近常压光电子能谱方法（如共振价带谱图RESPES map等）原位表征氧化物表面的化学成分以及电子结构[4]，从而为微纳尺度氧化物能源转换和电子器件的设计、优化和应用提供新思路和新方法。
参考文献：
[1] Qiyang Lu#, Samuel Huberman#, Bilge Yildiz, et al., Bi-directional Tuning of Thermal Transport in SrCoOx with Electrochemically induced Phase Transitions, Nature Materials, 19 (2020) 655-662
[2] Haowen Chen#, Mingdong Dong#, Qiyang Lu*, et al., Protonation-Induced Colossal Chemical Expansion and Property Tuning in NdNiO3 Revealed by Proton Concentration Gradient Thin Films, Nano Letters, 22 (2022) 8983-8990
[3] Ying Lu, Qiyang Lu*, et al., Quantifying Electrochemical Driving Force for Exsolution in Perovskite Oxides by Designing Graded Oxygen Chemical Potential, ACS Nano, 17 (2023), 14005−14013
[4] Kaichuang Yang, Yi Yu, Zhi Liu, Qiyang Lu*, et al., Differentiating Oxygen Exchange Reaction Mechanisms across Phase Boundaries, Journal of the American Chemical Society, 145 (2023), 25806–25814
报告时间：2024年4月19日15:30
报告地点：催化基础国家重点实验室三楼楼会议室