Plasma defect-engineering of bulk oxygen-deficient zirconia

材料科学 X射线光电子能谱 立方氧化锆 热重分析 吸收(声学) 带隙 分析化学(期刊) 吸收光谱法 差示扫描量热法 电子顺磁共振 化学工程 陶瓷 光电子学 复合材料 核磁共振 化学 有机化学 光学 物理 工程类 热力学
作者
Behnam Dashtbozorg,F. Shi,Alberto Tagliaferro,Stephen Abela,Lucian Falticeanu,Hanshan Dong
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:262: 119457-119457 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2023.119457
摘要

Oxygen-deficient zirconia (ZrO2-x) has recently emerged as a promising material for light absorption and photocatalytic applications. However, the economic and environmentally friendly manufacture of bulk ZrO2-x remains challenging and has limited widespread adoption. In this study, we present a novel low-pressure (300 Pa) plasma treatment (H2 gas at 500°C for 5 hours) capable of producing fully-dense bulk ZrO2-x without significant structural modifications. EPR (electron paramagnetic resonance) and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) characterisation of the plasma treated zirconia indicate the formation of Zr3+ ions and F2+ (VO··) centres. The increase of oxygen vacancies is also supported by the greater exothermic heat flow and relative mass gain observed through TGA (thermogravimetric analysis) and DSC (differential scanning calorimetry) analyses. Diffuse reflectance spectroscopy (DRS) reveals a substantial enhancement in light absorption, with an average increase of 66.2% and >65% absolute absorption across the entire spectrum (200-3000 nm). XPS and DRS measurements suggest significant reduction in both direct (from 4.84 to 2.61 eV) and indirect (from 3.19 to 1.45 eV) bandgap transition. By effectively enhancing the light absorption capability, reducing bandgap transitions, and maintaining the structural integrity of zirconia, low-pressure plasma treatments offer a promising and scalable approach for the environmentally friendly production of next-generation ZrO2-x materials.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
CCC完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
CipherSage应助立军采纳,获得10
2秒前
丘比特应助甜甜世立采纳,获得10
3秒前
美好的从阳完成签到,获得积分20
3秒前
学术通zzz发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
amiable22发布了新的文献求助10
4秒前
刘胖胖完成签到,获得积分10
4秒前
阿龙完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
Y.完成签到,获得积分10
8秒前
烟花应助xyx采纳,获得10
9秒前
汉堡包应助大意的小馒头采纳,获得10
9秒前
HP发布了新的文献求助10
10秒前
子车茗应助yeyu123采纳,获得30
10秒前
1111完成签到,获得积分10
11秒前
rwzff发布了新的文献求助10
11秒前
年轻的听露完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
老实的栾完成签到,获得积分10
13秒前
yc096vps发布了新的文献求助10
13秒前
彭于晏应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
汉堡包应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
天天快乐应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
JamesPei应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得30
14秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Cxyyyl应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
Cxyyyl应助科研通管家采纳,获得10
14秒前
子车茗应助清爽的如天采纳,获得30
14秒前
科研通AI5应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
研友_VZG7GZ应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
Litm完成签到,获得积分10
15秒前
小白应助科研通管家采纳,获得20
15秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
15秒前
高分求助中
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 600
Izeltabart tapatansine - AdisInsight 500
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
Epigenetic Drug Discovery 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3814644
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3358727
关于积分的说明 10397217
捐赠科研通 3076119
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1689701
邀请新用户注册赠送积分活动 813195
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 767532