北京科技大学最新Nature Materials！

作为氧化物材料中的关键缺陷之一，氧空位对金属氧化物的性质与功能具有显著影响。得益于对氧空位的有效调控，许多氧化物材料可以表现出独特和优异的性能，如超导、快速氧离子传导、高效催化等。当前，学者们对于在颗粒表层以及薄膜材料中制备有序氧空位已经开展了广泛深入的研究，开发了多种构筑氧空位的手段，包括利用热激励（如氢化处理、退火处理等）或外场激励（如电场调控）等。然而，如何在宏观氧化物块材中构筑稳定的有序氧空位结构始终是一项巨大的挑战。这一难题的突破将有望推动金属氧化物材料在能源、环境等领域的创新应用。

北京科技大学陈克新研究团队通过物理场协同调控策略，解决了金属氧化物中氧空位有序生成的难题，为功能材料的理性设计提供了新范式。其核心创新在于方法学的突破（热-电协同作用）、块体材料适用性的扩展，以及有序空位对材料性能的显著提升，为空位工程领域的发展提供了重要参考。相关成果以“A facile approach for generating ordered oxygen vacancies in metal oxides”为题发表在材料领域国际顶级期刊《Nature Materials》上。北京科技大学为该论文的第一作者单位及通讯单位。中国人民大学袁轩一教授、清华大学田兆波博士（现为杭州电子科技大学特聘研究员）、清华大学邹明初博士（现为美国休斯顿大学博士后研究员）为共同第一作者，清华大学刘光华副教授为共同通讯作者。甬江实验室、中国科学院物理研究所、伊利诺伊大学芝加哥分校、浙江大学为该论文的合作单位。

【主要创新点】

1：提出了一种通过耦合热激活与外加电场的协同作用生成有序氧空位的新策略。

2：重点解决了块体材料中氧空位生成困难的难题。

3:显著提升了材料的功能特性。有序氧空位带来的能级优化使得SrAl2O4材料的长余辉发光性能得到显著提升，其在激发停止1小时后的余辉强度达83 mcd/m²，是未经过处理的对照样品的3.6倍。

4:该方法展示了广泛的适用性。可成功在其他氧化物体系（如TiO2，ZrO2，WO3和VO2）中制备有序氧空位结构，显著提升其应用性能。

【图文导读】

通过高效便捷的ET处理工艺在SrAl2O4中构筑有序氧空位结构

ET处理后SrAl2O4样品的长余辉发光性能

论文地址：https://www.nature.com/articles/s41563-025-02171-4