Dion-Jacobson相的二維（2-D）鈣鈦礦材料Ca2Nan-3NbnO3n+1-（CNNO）奈米結構因其獨特光電性質，所以具有通過光電化學水分解產生氫的潛力。 在本論文中，我們已經成?的製備了具有n = 4、5和6的不同分子厚度的CNNO二維奈米片。同時，研究CNNO奈米片應用於太陽能水分解電池的可行性，並且同時研究包含使用相干的圓形偏振光?/-?進行自旋電子水分解和斯格明子（Skyrmion)計算自旋電子學的應用。 斯格明子是具有拓撲穩定性的自旋旋渦的準粒子，可以保持自旋電子的狀態，並深具有潛能應用於載流子信息於下一代自旋電子裝置。磁性斯格明子可以在室溫下生成，其原理由CNNO奈米片中存在著Nb4 +和Nb5 +兩種不同價態而產生雙重交換的機制一個是由於自旋軌道耦合（SOC）對稱性破壞後而引起的Dzyaloshinskii-Moriya相互作用（DMI），故使 CNNO 4奈米片表現出弱的鐵磁性，而CNNO 5和CNNO 6奈米片表現出超順磁性。在不需施加外部磁場的情況下，即可使二維奈米片清楚地觀察到磁性斯格明子現象發生。使用第一原理計算和微磁模擬，可以觀察到磁性斯格明子中有直徑為11-15 nm N?el型的斯格明子存在於CNNO奈米片中，且與實驗結果互相吻合。自旋電子保持在斯格明子磁性拓撲態中會引起氫氣的還原反應，並且可用於未來的能源產生設備中。
Study of Dion-Jacobson Phase Perovskite Ca2Nan-3NbnO3n+1- (n = 4 5 6) Nanosheets as Solar Water-Splitting Cells and Spintronic-computing Applications
黛卡, 米. (Author). 2020
學生論文: Doctoral Thesis