O（氧離子）是氧元素的簡單陰離子，外文名為Oxygen Ion，分子量為16。氧化物中氧呈-2氧化態，可與電負性較小的金屬形成離子型氧化物，常見類型包括鹼金屬M2O、鹼土金屬MO及鋁系M2O3等。氧離子形成過程中，O2(g)和金屬單質電離所需能量由其晶格能抵消，晶格能不足時生成共價型氧化物。BiVO4基白鎢礦體系中，氧空位通過VO4四面體協同旋轉和變形形成V2O7二聚體，實現斷裂重組遷移。氧離子導電機制研究涉及晶態材料中氧缺陷的穩定及遷移，對設計合成新型氧離子導電材料具有重要意義。在螢石結構鐵電材料中，疇壁處過量的氧離子或氧空位能充當“膠水”穩定一維帶電疇壁。套用層面，氧離子注入技術結合高溫退火被用於SOI材料製備，實現了4-6英寸SOI材料的產業化，並發展出了注氧鍵合(Simbond)SOI技術。氧離子在穩定鐵電材料疇壁中的相關研究，為相關器件的開發提供了研究基礎。
基本介紹
- 中文名：O
- 外文名：Oxygen Ion
- 別名：氧離子
- 化學式：O
- 分子量：16
在材料科學中的功能,形成,氧化物,
在材料科學中的功能
在先進鐵電材料領域，氧離子或氧空位扮演關鍵角色，在螢石結構鐵電薄膜中可作為電荷補償機制穩定一維帶電疇壁結構。這些帶電疇壁被約束在極性晶格層中，具有埃級尺寸。
該研究顛覆了傳統對疇壁維度的認知，為開發具有極限密度的信息存儲和人工智慧器件提供了新的科學基礎。相關成果發表於《Science》期刊。
形成
在成鍵過程中，雖然由O2(g)變成氧離子和由金屬單質M(s)變成M離子都需要吸收能量，但是，由於O的離子半徑（140pm）較小且帶雙電荷的氧離子形成氧化物時的晶格能很大，足以補償所需能量而有餘，因此形成了相當穩定的含有氧離子的氧化物。
不過，對於那些電負性較大的金屬和非金屬原子，如果形成氧化物時的晶格能還不足以使同氧化合的原子完全電離，那就會形成帶有較多共價成分的氧化物這類共價型氧化物，包括所有非金屬元素的氧化物和某些高價金屬離子或極化能力強的低價金屬離子的氧化物。
氧化物
常見含有氧離子的氧化物有
M2O 鹼金屬的氧化物
MO鹼土金屬、鎘、釩、錳、鈷、鎳
M2O3 鋁、鈧、釔、鑭系金屬
MO2 釷、鈰、鈾、錫、鉛、鈦、釩
MO3 錸、鎢
M3O4鐵、鉛、錳
