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发表于 2020-5-12 09:24:49 |只看该作者 |倒序浏览
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负热膨胀材料因其在精密仪器及器件方面的潜在应用前景,近年来受到了许多关注。目前发现的负热膨胀材料还很有限,具有工程应用价值的负热膨胀材料则更少。作为一种典型的各向同性负热膨胀材料,ZrV2O7仅在375K以上才表现出负热膨胀,制约了其应用。自1995年被报道以来,科学家们采用多种方法以期将其相变温度降到室温以下,但未能有效解决。我院负热膨胀材料研究团队在多年研究基础上,采用六价Mo部分替代五价V有效打破其室温下的超结构,实现了涵盖室温的宽温区负热膨胀。通过高分辨同步辐射XRD、中子粉末衍射和高压拉曼光谱研究发现,Mo的部分取代V使V-O2-V/Mo夹角从160o增大到180o,多个高频光学声子模具有负的格林艾森参数,对驱动负热膨胀有主要作用,这与其它框架结构材料中负热膨胀来自低频光学声子模的机制不同。该工作不仅为ZrV2O7结构材料实现宽温区负热膨胀提供了一个简单有效的方法,而且为负热膨胀机制提供了一些新的认识。

这一工作近期以Featured Article发表在《Applied Physics Letters》上,同时被美国物理学联合会的科学之光(Scilight)以《Molybdenum lowers negative thermal expansion of zirconium vanadate to room temperature》为题进行了专访报道。该文第一作者为我院2017级硕士研究生魏伟,通讯作者为我院高其龙博士和梁二军教授。



图 ZrV2O7基负热膨胀材料物相与热膨胀数据

该工作得到了国家自然科学基金的支持(Nos. 11874328, 11574276, and 21905252)。

论文链接:https://doi.org/10.1063/1.5143691

Scilight报道链接:https://doi.org/10.1063/10.0001254



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