對材料的晶體或電子相的電學(xué)控制是當(dāng)今許多電子設(shè)備的基石。使用基于離子液體（ILs）的晶體管器件可在IL和薄膜通道界面處形成的超薄雙電層（EDL）內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)電場。已經(jīng)有研究表明，這些電場可以導(dǎo)致離子遷移進(jìn)出薄膜，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變化或相變，這些變化在自旋電子學(xué)、傳感、生物傳感和神經(jīng)形態(tài)設(shè)備中具有潛在的應(yīng)用。

IL門控誘導(dǎo)的離子遷移可以在很長的距離內(nèi)進(jìn)行，長可達(dá)微米，從而導(dǎo)致整個(gè)薄膜的物理性質(zhì)發(fā)生變化。然而，對薄膜表面本身的改性研究很少，盡管表面狀態(tài)的微小變化會(huì)強(qiáng)烈影響在IL門控中發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)。

作者將原位AFM懸臂浸入IL中，同時(shí)施加?xùn)艠O電壓(V_G)掃描表面。圖2b-g顯示了不同V_G下的原位AFM形貌圖，圖2h中總結(jié)了h_RS隨V_G的演變，這證實(shí)了脊的結(jié)構(gòu)變化是可逆的。與平臺(tái)邊緣的急劇變化不同，平臺(tái)的平坦部分對IL門控沒有任何明顯的響應(yīng)，表明在這個(gè)門控周期中，平臺(tái)和邊緣的化學(xué)成分分別經(jīng)歷了可逆和不可逆的變化。

接著，作者在IL門控下研究了SrCoO_2.5薄膜的電導(dǎo)率和晶體結(jié)構(gòu)。通過0→?1.8→0→+1.8→0 V循環(huán)V_G，能可逆地操縱SrCoO_2.5的電阻值近4個(gè)數(shù)量級(jí)（圖3a）。圖3b所示的X射線衍射（XRD）結(jié)果表明，IL門控誘導(dǎo)的絕緣體-金屬躍遷伴隨著重大的結(jié)構(gòu)變化，在V_G = -1.8 V時(shí)，引發(fā)了從SrCoO_2.5到SrCoO₃的結(jié)構(gòu)相變。為了了解IL門控過程中表面演化的機(jī)理，作者轉(zhuǎn)向一種表面敏感技術(shù)，即X射線光電子能譜（XPS），提出OH^-離子可能是由于溶解在IL中殘留的H₂O引起的（圖4），在ILs中添加體積分?jǐn)?shù)為0.1％和1.0％的H₂O，樣品的Co-OH峰強(qiáng)度顯著提高。運(yùn)用原理密度泛函，分別計(jì)算了離平臺(tái)邊緣不同距離吸附的羥基結(jié)合能（ΔE_OH），平臺(tái)邊緣的結(jié)合能明顯較高（圖5）。

總而言之，這項(xiàng)工作提出了IL門控可**改變SrCoO_x薄膜表面。雖然原子級(jí)平臺(tái)的形態(tài)沒有太大變化，但平臺(tái)的邊緣形成了脊，這是由于溶解在離子液體中的羥基引起的，并且這些脊的傳導(dǎo)性要比平臺(tái)低得多。所觀察到的平臺(tái)邊緣修飾也顯示出從異質(zhì)催化到生物醫(yī)學(xué)和環(huán)境傳感應(yīng)用中納米結(jié)構(gòu)電化學(xué)界面的潛力。

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