納米二氧化鈦（TiO2）因具有優異的光電特性，
在光催化、新型太陽能電池等領域被廣泛研究。
然而，
卻鮮有納米TiO，
或者其它低價鈦氧化物的合成及其物性探索方面的報導。
而Ti-O層的基本物性研究對介面超導的理解和探索具有重要意義。
介面效應在介面超導中起決定性的作用，
超導特性可以通過介面電荷重新分佈來增強甚至產生，
因此要求在材料設計和製備方面具有良好介面工程控制。
近日，
中國科學院上海矽酸鹽研究所研究員黃富強課題組與北京大學、浙江大學和密蘇裡大學堪薩斯分校合作研究，
在Ti-O體系新奇物性探索方面取得新進展。
該團隊首先通過可控還原技術製備納米TiO，
再採用表面氧化策略調控介面效應，
獲得了二元Ti-O體系中最高的超導轉變溫度（11K）。
相關研究成果以Nano Titanium Monoxide Crystals and Unusual Superconductivity at 11 K 為題近期發表於國際材料科學期刊《先進材料》（Adv. Mater. 2018, 30, 1706240, DOI: 10.1002/adma.201706240）上，
論文共同第一作者為上海矽酸鹽所在讀研究生徐吉健、王東和無機材料分析測試中心工程師姚鶴良，
論文通訊作者為黃富強。
該工作已申請中國發明專利（201710131497.4）。
為了構築可控介面，
研究團隊通過鎂金屬可控還原製備得到納米TiO顆粒，
再進一步氧化構建TiO@TiO1+x核殼結構。
TiO為從金紅石型二氧化鈦衍生而來的系列亞氧化鈦（TinO2n-1）中的一種，
而這系列亞氧化鈦具有類似的晶胞參數，
預示著系列Ti-O化合物之間可以精准構築晶格匹配的連續介面。
基於電子能量損失譜（EELS）分析，
O/Ti摩爾比沿非晶層（~5nm）的徑向方向從1.0到1.9呈正線性變化，
表明介面連續。
同時，
磁性和電子輸運測量證實，
TiO@TiO1 + x具有11K的超導轉變溫度，
是一種在2K下具有65 Oe的較低臨界場的第二類超導體。
這也是首次在二元Ti-O系統中觀察到超過10K的超導特性。
此外，
這種固相法構建超導介面策略具有廣泛的普適性，
易於拓展至釩、鈮等其它NaCl結構的氧化物體系。
黃富強課題組自2012年初即開展黑色二氧化鈦等Ti-O體系的基礎研究，
並取得系列創新成果。
基於電子結構的帶階設計，
利用熱力學原理，
發展出氧空位產生、二步元素摻雜等合成黑色氧化鈦的新方法，
獲得原創的具有<結晶核@非晶殼>結構的黑色納米TiO2，
實現了寬太陽光譜回應、高載流子分離遷移率以及功函數可調等特性，
光吸收覆蓋整個太陽光譜的90%（遠優於一般文獻報導的30%），
解決了非金屬元素高濃度摻雜的科學難題。
在J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci.等期刊上發表論文30餘篇，
他引3500餘次，
4篇文章入選ESI高被引論文；受邀為Chem. Soc. Rev.、Adv. Energy Mater.等期刊撰寫綜述論文。
上述系列研究工作得到國家重點研發計畫、國家自然科學基金、中科院和上海市科委等專案的資助。
納米TiO@TiO1+x製備示意圖
納米TiO@TiO1+x超導特性
