《化學壓力調控雙鈣鈦礦氧化物的巨觀量子態》是依託吉林大學，由陳岩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：化學壓力調控雙鈣鈦礦氧化物的巨觀量子態
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：陳岩
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目是通過化學壓力作用和價態調控的方法，改變雙鈣鈦礦金屬氧化物中BO6八面體的Jahn-Teller晶格畸變和聯接方式，以製備出新穎的包含複雜價態和奇異價態的功能雙鈣鈦礦氧化物為基礎，開展對巨觀量子態和電性質研究。利用X-射線衍射技術、掃描/透射電鏡及同步輻射等方法研究新型雙鈣鈦礦結構氧化物的基本晶體結構以及微結構中存在的相變、調製結構、結構缺陷、有序無序分布等科學問題。利用綜合物理性質測試系統、超導量子干涉磁性測量系統、介電測試系統等對化合物進行綜合的巨觀物理性質表征，研究化合物在變溫和變磁場環境下化合物的磁性、比熱、電性和輸運性質。進一步研究雙鈣鈦礦結構中的自旋密度波、電荷密度波、磁有序等量子態之間的共存和競爭作用和這些巨觀量子態對電性的影響，關注化合物中存在的與高溫超導電性相關的量子效應。探索新的超導材料和新的量子作用機制。為新型功能材料的開發提供研究基礎。
結題摘要
無機材料的結構和性質之間的關係一直是固體化學研究的首要研究問題。通過調節化合物的特定組分，從而產生內部的化學壓力來改變體系的結構和組分，進而調節化合物的物理和化學性質具有科學研究價值。本項目主要包括化學壓力調節可具有複雜價態過渡金屬氧化物體系無機材料的合成、表征及納米化材料在催化中的套用,研究內容基本按照計畫進行。首先進行了化學壓力對結構和性質調控影響的研究。通過水熱合成方法成功的製備了具有平面四配位Cu2+的矽酸鹽化合物CuBaSi2O6，CuBaSi4O10等。對化合物CuBaSi4O10的Ba2+位可以用Sr2+離子進行取代的化學壓力調節。研究顯示CuBaSi2O6化合物中二聚Cu2+離子之間存在有趣的自旋二聚體耦合現象。同時該類型化合物具有優秀的近紅外發光性質，量子產率高於10%，具有廣闊套用前景。其次，我們在研究多重價態過渡金屬氧化物時發現可以利用強還原性金屬製備Ti3+離子自摻雜的鈦酸鹽化合物。作為貴金屬附載的基質材料，利用Ti3+離子的還原能力，原位附載催化活性高的金屬納米粒子，體現出極好的CO氧化催化活性。在鐵系鈣鈦礦的水熱合成研究中，利用水熱方法，我們獲得了K2Fe4O7新物相和Fe3O4 納米粒子與FeWO4 納米線複合p-n結結構，並對性質進行了研究。最後，我們使用溶液燃燒法成功的製備了一系簡單鈣鈦礦，雙鈣鈦礦化合物，產物具有納米尺寸。這種方法簡單而高效，對於大部分過渡金屬硝酸鹽原料都適用，因而製備了多種組分和結構的鈣鈦礦結構化合物。進一步對化合物的物理性質和化學性質進行了表征和初步研究，取得了一些有價值的進展。
