
- 我国科学院物理研讨所潘昭龙有文团队:使用高压制备办法在传统钛酸铅基钙钛矿材猜中完成宽温度规模的负热胀大性
近期,我国科学院物理研讨所潘昭副研讨员、龙有文研讨员团队依托一起的高温度高压力组成手法,规划并制备了一种钛酸铅()与铁电序参量予以精准耦合,一举霸占难题,成功完成了在宽温度规模类表现出负热胀大性的新资料
负热胀大作为一种一起且引人瞩目的物理性质,其明显特征表现为资料受热时,体积呈现出反惯例的缩短趋势,而不是常见的受热体积胀大。在热胀大控制工程的前沿研讨范畴,准确鉴别具有负热胀大特性的资料是最重要的。当时,绝大多数负热胀大资料仅能在狭隘的温度区间内展现出这一特别性质,严峻约束了其在多元杂乱工程实践场景中的使用。PbTiO3作为一种典型的钙钛矿型(ABO3)铁电资料,室温下具有四方结构,轴比(c/a)为1.064;除了铁电性之外,PbTiO3还表现出其它钙钛矿型铁电资料所不具有的负热胀大性。PbTiO3从室温到其居里温度(TC= 763 K)规模内,单胞体积随温度上升非线性缩短,均匀本征体线胀系数为-1.9910-5/°C;居里温度以上表现出惯例正胀大特性,均匀本征体线胀系数为3.5510-5/°C。因为PbTiO3具有安稳的钙钛矿结构,可以终究靠A/B位化学掺杂来进一步调控它的负热胀大性。但是,现在,在很多的掺杂系统中,绝大部分掺杂都使得钛酸铅的负热胀大性削弱乃至转变为惯例正胀大、且负热胀大温度区间变窄。完成具有宽温域的钛酸铅基负热胀大新资料,是一项重要应战。
使用一起的高温度高压力组成手法,制备了(1-x)PbTiO-xBiYbO新资料系统,该资料系统相对于未掺杂的PbTiO(c/a= 1.064),表现出增强的晶格畸变(c/a)和拓展的负热胀大温度区间。详细的,0.95PbTiO-0.05BiYbO和0.90PbTiO-0.10BiYbO成分点的轴比为1.066、1.069。经过变温高能同步辐射试验,结合晶体结构精修,获取了上述两个样品的单胞体积随温度的改变,他们依然表现出负热胀大性,但是负热胀大温度区间由室温别离拓展至820K和850K。即在该资料系统中,咱们成功地完成了具有宽温区的钛酸铅基负热胀大新资料。
图3.(a)未掺杂和(b)掺杂PbTiO3样品的电子定域函数(ELF)。
潘昭(一作,一起通讯作者),男,博士,我国科学院物理研讨所磁学国家要点试验室副研讨员。2017年1月于北京科技大学取得博士学位,2017年4月至2018年5月在武汉科技大学从事科研工作,2018年5月至2021年6月在日本东京工业大学从事博士后研讨(Masaki Azuma教授课题组),2021年11月参加我国科学院物理研讨所磁学国家要点试验室M08组。首要是做极性功用钙钛矿资料的高压制备、晶体结构、负热胀大及相关电输运功用与机理方面的研讨工作。作为负责人承当国家天然科学基金青年项目和面上项目。在J. Am. Chem. Soc.,Mater. Horiz.,Chem. Mater.,J. Adv. Ceram.等期刊宣布论文80余篇,兼任《高压物理学报》青年编委。
龙有文(一起通讯作者),男,博士,研讨员,博士生导师。2007年我国科学院物理研讨所博士,2007-2009年日本京都大学博士后,2009-2011年日本理化学研讨所博士后。2011年9月参加物理所,国家杰出青年科学基金取得者,国家要点研制方案项目首席,青年973首席科学家,国家天然科学基金委要点项目、北京市要点专项等负责人。现任磁学国家要点试验室主任、M08课题组长、我国晶体学会理事及极点条件晶体资料专委会委员、我国物理学会磁学专委会及电介质物理专委会委员、我国化学会高压化学专委会委员。荣获北京市天然科学奖一等奖(排名第二)。一向从事磁电多功用资料的高压组成、常压与高压物理性质、结构与物性联络、多场调控下的结构与电子态等研讨工作,并打破技能瓶颈发明晰世界抢先的大体积高压单晶成长办法。使用高压试验技能,取得了40余种新式过渡金属氧化物功用资料,观察到一系列引人入胜的物理现象,比如Mott体的绝缘体-金属化相变、金属间电荷转移、磁电多铁性与磁电耦合、磁电拓扑物性、高温磁性半金属和半导体、负热胀大等等。在Nature、Nat. Commun.、Phys. Rev. Lett.、J. Am. Chem. Soc.、Adv. Mater.、Nano Lett.等期刊上宣布学术论文150余篇,包含特邀总述9篇。
《先进陶瓷(英文)》于2012年创刊,清华大学主办,清华大学出书社出书,清华大学新式陶瓷资料全国要点试验室供给学术支撑,创刊主编为我国工程院院士、清华大学李龙土教授,主编为清华大学林元华教授、郑州大学周延春教授和广东工业大学林华泰教授。该刊首要宣布先进陶瓷范畴的高质量原创性研讨和总述类学术论文,触及先进陶瓷的制备、结构表征、功用点评的各个细节,特别偏重新资料研制和先进陶瓷根底科学研讨等重要方面,致力于在世界先进陶瓷范畴建立学术交流渠道,引领和促进先进陶瓷学科的开展。已被SCIE、Ei Compendex、Scopus、DOAJ、CSCD等数据库录入。现为月刊,年发文量近200篇;2024年6月发布的影响因子为18.6,接连4年位列Web of Science中心合集“资料科学,陶瓷”学科31种同类期刊第1名;2024年11月当选“我国科技期刊杰出行动方案二期”英文领军期刊项目;2025年当选我国科学院文献情报中心期刊分区表资料科学1区Top期刊。2023年起,该刊完毕与世界出书商的协作,改由清华大学出书社自主研制、具有自主知识产权的科技期刊世界化数字出书渠道SciOpen独家发布,标志着该刊完毕多年来“借船出海”的办刊形式,回归本乡独立运营,也是我国优质英文期刊中最早回归国产渠道的期刊之一。
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