里尔大学Olivier Mentré等报道了合成、表征、鉴定BiVO₃F材料，其中含有顺磁性V⁴⁺位点，该BiVO₃F的晶体结构中表现1D磁性结构，沿着八面体链具有结构罕见的O-O、F-F μ₂桥联结构。其中沿着O₂的结构导致产生反铁磁性（S=0）的自旋二聚体，J/K_b≈300 K，其数值比F₂桥的强度高~15倍。

本文要点：

（1）

虽然BiVO₃F与BiVO₄在结构、元素组成、电子结构上非常类似，同时BiVO₄是在太阳能分解水中非常重要的光阳极材料，BiVO₃F的光活性强度较为适中，这是因为电子成对导致电子-空穴能够快速复合。V⁴⁺自旋二聚体受到光激发后，产生单重态→三重态跃迁，但是该过程载流子寿命较低。

（2）

通过在BiVO₄中掺入d¹阳离子，形成的BiVO₃F能带从~2.4 eV降低至~1.7 eV，说明这种掺杂能够作为局域改善光活性的有效方法，这种d→d跃迁能够显著增强可见光吸收区间，为构建光阳极提供了一种合理的设计方法。

参考文献

Olivier Mentré*, Miguel A. Juárez-Rosete, Sebastien Saitzek, Cintli Aguilar-Maldonado, Marie Colmont, and Ángel M. Arévalo-López, S = 1/2 Chain in BiVO₃F: Spin Dimers versus Photoanodic Properties, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c00621

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00621