[發明專利]一種基于強關聯氧化物阻抗頻率響應的電場探測方法

在審

• 申請號: 202110581462.7
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113376436A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 陳吉堃;鄢峰波;李海帆;姜勇;張秀蘭
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;G01R29/12
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種基于強關聯氧化物阻抗頻率響應的電場探測方法，其特征在于，利用表面沉積貴金屬催化劑陣列的強關聯氧化物電子相變材料在電解質溶液中由于低頻電場的存在而觸發材料的實部阻抗、虛部阻抗隨頻率分布關系的變化，實現對低頻電場強度以及相位分布的測量與感知；所述強關聯氧化物電子相變材料在表面貴金屬催化劑輔助下，可以在電解質溶液環境下通過門電壓觸發其在不同電子相結果間可逆轉變；所述強關聯氧化物電子相變材料為探測敏感材料，所涉及材料體系主要包括亞穩相稀土鎳基氧化物ReNiO₃、二氧化釩VO₂、氧化鎢WO₃、氧化鎳NiO、稀土鐵基尖晶石氧化物ReFe₂O₄、BiNiO₃、稀土銅鐵基電子相變氧化物Re_xCu_1-xFeO₃。

2.如權利要求1所述一種基于強關聯氧化物電子相變材料的海洋電場敏感及頻率敏感的探測方法，其特征在于，所述的基于強關聯氧化物電子相變材料對海洋電場敏感和其交流阻抗具有對頻率變化敏感的兩種特性，可以進行海洋電場的探測，具體的探測方法如下：1)校準所制備且使用的強關聯氧化物電子相變材料的阻抗特性；2)測量未放入海洋電場環境中的強關聯氧化物電子相變材料的阻抗特性；3)將做制備且使用的強關聯氧化物電子相變材料放入待測試的海洋電場環境中，等待一段時間；4)測量從海洋電場環境中取出的強關聯氧化物電子相變材料的阻抗特性；5)比較放入海洋電場環境之前和之后的阻抗特性差異，從而分析出海洋電場的相關的特征。

3.如權利要求1或2所述一種基于強關聯氧化物電子相變材料的海洋電場敏感及頻率敏感的探測方法，其特征在于，所述強關聯氧化物電子相變材料具有良好的可逆性以及耐腐蝕性；其中，可恢復性體現在，當強關聯氧化物電子相變材料放入到一定的海洋環境中之后，其阻抗特性將發生改變，此時如果將一個與海洋電場反向的相同電場在海水中施加給該材料，其阻抗特性將會發生回復，從而使得該材料具有良好可重復利用特性；該材料的耐腐蝕性體現在無論是放入海洋電場環境前還是從海洋電場中取出后，該材料的阻抗性質都能表現的長時間很穩定，而材料本身不發生腐壞；除直接使用上述強關聯氧化物外，還可通過在氧化物表面負載金屬催化劑進一步提高探測靈敏度；所述金屬催化劑為鉑、金、鈀、鎳。

4.如權利要求1或2所述一種基于強關聯氧化物電子相變材料的海洋電場敏感及頻率敏感的探測方法，其特征在于所使用的強關聯氧化物電子相變材料之一為稀土鎳基鈣鈦礦ReNiO₃，所述ReNiO₃具有對海洋電場敏感的特征：當ReNiO₃處于海洋電場環境中時，測量其交變阻抗實部將會有明顯的變化，第一，阻抗實部在低頻下幾乎不變，當交變頻率超過某一個特定值后開始隨頻率增加而減小，第二，阻抗實部的電阻明顯增大；當ReNiO₃處于海洋電場環境中時，測量其交變阻抗虛部將會有明顯的變化，阻抗虛部仍然隨頻率的增加先增加后減小，但是阻抗虛部的峰值發生變化，并且峰值所對應的頻率位置發生明顯左移；當ReNiO₃處于海洋電場環境中時，測量其交變阻抗將會有明顯的變化，阻抗圖的半徑呈現明顯增大趨勢甚至阻抗圖的形狀也會發生明顯改變。

5.如權利要求1或2所述一種基于強關聯氧化物電子相變材料的海洋電場敏感及頻率敏感的探測方法，所使用的強關聯氧化物電子相變材料之二為二氧化釩VO₂，所述VO₂具有對海洋電場敏感的特征：當VO₂處于海洋電場環境中時，測量其交變阻抗實部將會有明顯的變化，第一，阻抗實部在低頻下幾乎不變，當交變頻率超過某一個特定值后開始隨頻率增加而減小，第二，阻抗實部的電阻明顯增大；當VO₂處于海洋電場環境中時，測量其交變阻抗虛部將會有明顯的變化，阻抗虛部仍然隨頻率的增加先增加后減小，但是阻抗虛部的峰值發生變化，并且峰值所對應的頻率位置發生明顯左移；當VO₂處于海洋電場環境中時，測量其交變阻抗將會有明顯的變化，阻抗圖的半徑呈現明顯增大趨勢甚至阻抗圖的形狀也會發生明顯改變。