研究目的
研究赤铁矿纳米结构的缺陷化学、电学及光电化学性质的理论与实验调控。
研究成果
该研究成功表征了未掺杂和锡掺杂α-Fe2O3纳米粉末的电学与热机械性能，确定了缺陷机制并推导出关键热力学与输运参数。研究结果解释了施主掺杂对电导率影响微弱的原因，并提出了增强水氧化光催化活性的方法。
研究不足
该研究将温度限制在400摄氏度以下以保持初始纳米级粉末形貌，因为更高温度会导致烧结引起的显著收缩。这一狭窄的温度范围可能无法完全涵盖所有缺陷状态。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用原位膨胀法和电化学阻抗谱（EIS）探究温度、氧分压（pO2）及纳米结构对未掺杂和锡掺杂α-Fe2O3纳米粉体缺陷与传输特性的影响。
2：样品选择与数据来源：
未掺杂和锡掺杂α-Fe2O3纳米粉体通过无表面活性剂低温水相化学生长技术制备。
3：实验设备与材料清单：
使用改进型膨胀仪（L75铂金系列，林赛斯）和阻抗谱仪（ModuLab XM MTS）进行测量。
4：实验步骤与操作流程：
在受控温度（250至400°C）和气氛（pO2 = 10^-4至1 atm O2）下进行测量，每升高一个温度梯度后每十分钟记录一次阻抗数据。
5：数据分析方法：
根据等效电路模型的拟合电阻计算电导率，并采用缺陷平衡模型分析数据。
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field-emission scanning electron microscopy
JEOL 7800F
JEOL
Used for investigating the sample morphologies.
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transmission electron microscopy
FEI G2F30
FEI
Used for investigating the sample morphologies.
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x-ray diffraction
PANalytical X’pert PRO MPD
PANalytical
Used for characterizing the crystal structure of the samples.
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dilatometer
L75 platinum series
Linseis
Used for in-situ dilatometry and electrochemical impedance spectroscopy measurements.
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impedance spectroscopy
ModuLab XM MTS
Used for measuring the electrical properties of the samples over the frequency range of 0.01 Hz to 1 MHz.
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x-ray photoelectron spectrometry
Shimadzu/Kratos Analytical AXIS Ultra DLD
Shimadzu/Kratos
Used for analyzing the elemental compositions and chemical states.
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