氧空位通常决定着金属氧化物的电子结构，但是现有的技术一般无法分辨晶体结构中存在的氧空位位点。近日，北京工业大学的Xinping Zhang、Xiaoyan Song与剑桥大学的Richard H. Friend等利用时间高分辨的光学光谱技术成功地解决了这个挑战并确定了氧空位在晶体结构中的空间位置。
本文要点
1) 研究人员使用超快光谱作为一种精确方法来确定氧空位的存在对金属氧化物光电性能的影响。他们使用氧化钨（WO3）作为模型材料精确地区分出了WO2.9和WO2.72这两种衍生物的氧空位数量与位置。研究人员发现在WO2.9中存在着激发态的三阶段演化动力学的介稳带结构而这一结构在WO2.72中不存在。
2）研究人员通过与模型能带结构计算的结果相比较发现，在WO2.72中两个最相邻的氧空位对之间存在着两个氧空位与一个钨原子正交的结构取向，这是WO2.72中所有O-W键的共同构型。该发现与飞秒多瞬态吸收光谱所揭示的总体态密度以及电子跃迁所揭示的能带结构之间具有高度一致性。
Xinping Zhang et al, Femtosecond visualization of oxygen vacancies in metal oxides, Science Advances, 2020
DOI: 10.1126/sciadv.aax9427
https://advances.sciencemag.org/content/6/10/eaax9427?rss=1
