Nano Lett. | 西湖大学：基于原位光谱-电化学表征量化氧化物氢化过程中的化学电容与扩散系数

本文主要研究氧化物薄膜在氢化过程中质子存储与传输行为的定量分析。背景：氢化过程通过质子与电子的共嵌入可调控过渡金属氧化物的物理化学性质，但电位如何影响质子存储与扩散的机制尚不明确，缺乏定量分析框架。研究目的：构建原位光谱-电化学联用表征体系，以La0.6Sr0.4FeO3−δ(LSF)薄膜为模型，结合传输线模型阻抗分析与缺陷化学理论，量化化学电容与扩散系数随外加电压的演变规律。结论：研究表明化学电容的演变源于变价空穴消耗与质子生成反应在不同氢化学势下的热力学平衡；在高还原电压下，缺陷相互作用导致扩散系数快速下降。该工作建立了质子浓度、化学电容与扩散系数间的定量映射关系，为离子电子学器件与储能材料的理性设计提供了理论支撑。