构建包含过渡金属的新功能材料有可能对其电荷状态进行调控，对于特定的过渡金属，其化学价态在常规处理过程中存在最高上限。有鉴于此，美国太平洋西北国家实验室Yingge Du、Scott A. Chambers等报道了在(SrNiO₃)_m/(LaFeO₃)_n超晶格结构中通过调控m、n的比例，对Ni、Fe的价态实现了高于+3，通过提高Goldschmidt容差约束，使得单晶胞（m=1）中的SrNi⁴⁺O₃通过临近的氧空穴稳定。

本文要点：

（1）

当m=1、n=1，超晶格材料中含有Ni³⁺、Fe⁴⁺；当m=1、n=5，超晶格材料中含有Ni⁴⁺、Fe³⁺。该结果说明，B位点的价态能够通过控制FeO₆八面体结构的旋转程度进行控制，因此Ni³⁺/Fe⁴⁺、Ni⁴⁺/Fe³⁺之间的平衡能够得以控制，因此能控制材料中的能带结构、空穴性质。

（2）

DFT计算结果显示，当n=1，电荷从Fe向Ni转移，界面上发生Fe³⁺→Fe⁴⁺，Ni⁴⁺→Ni³⁺。当n的数值提高，FeO₆八面体的旋转程度增加，导致电子态密度变化，因此空穴会分布在SNO层中，导致形成Ni⁴⁺。

以上发现为探索块体材料中新颖基态提供了范例，展示了八面体旋转调控复合氧化物性质的作用。

参考文献

Le Wang, Zhenzhong Yang, Mark E. Bowden, John W. Freeland, Peter V. Sushko, Steven R. Spurgeon, Bethany Matthews, Widitha S. Samarakoon, Hua Zhou, Zhenxing Feng, Mark H. Engelhard, Yingge Du*, Scott A. Chambers*

Hole‐Trapping‐Induced Stabilization of Ni^4 + in SrNiO₃/LaFeO₃ Superlattices, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202005003

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202005003