基于多面体畸变的高性能钙钛矿及衍生物的合成研究进展

以钙钛矿为代表的共点配位多面体晶体(CSCPC)具有独特而丰富的光、电、磁性质,在多铁材料、快离子导体、光电催化等方面具有广阔的应用前景.在众多CSCPC中,具有优异理化性质的相只是极少数.因此,如何通过结构调控获得这些相,一直是相关领域的研究热点和“卡脖子”问题.受此启发,本文从相结构的角度评述了近年来高性能CSCPC的合成研究,以期明确相转变的内在规律,并揭示其中所蕴藏的相调控机制.首先系统地总结了CSCPC中常见的多面体和晶格骨架的类型,并将多面体畸变大致分为偏移、转动、变形三大类.以此为基础,对各类材料合成方案进行分析和归纳,发现传统的合成方案多依赖于宏观尺度上对温度、压力、组分等外部物理条件的改变.近年来,新兴的合成方案聚焦于对多面体几何和拓扑结构的微观调控,如利用容忍因子和基板趋近效应来构造相结构.它们在本质上都遵循着共同的相调控机制,即通过引发多面体的畸变来诱导晶体转变成具有目标属性的相结构.不同的是,后者具有更强的目标导向性,但其适用面还局限在配位八面体的转动体系,如何拓展其应用范围尚存挑战性.此外,“明确引发畸变的根源及各畸变间相互作用”以及“基于计算机科学的定制化指导”都是优化合成方案的未来方向.本文所做的调研和评述以期为高性能CSCPC材料的设计和制备提供一些思路和启发.

链状硅酸盐中Fe^(2+)离子四极分裂和八面体畸变之间的关系

在已往对链状硅酸盐穆斯堡尔效应和晶体结构测试的基础上 ,确定了四极分裂与链状硅酸盐中八面体畸变程度之间的关系 .结果发现 ,四极分裂在开始时随着表示八面体畸变的角度方差和平方伸长度的增加而迅速增加 ,在达到极大值之后缓慢下降 ,根据配位场模型对这一关系做出了定性解释 .