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最近，北京理工大學(xué)物理學(xué)院李翔教授與美國(guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校周建十教授、諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者John B. Goodenough教授，以及德國(guó)馬普所胡志偉教授，中科院物理所靳常青研究員、龍有文研究員等合作者，在高壓合成PbMnO₃鈣鈦礦及其電荷歧化和復(fù)雜磁性研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)成果以封面論文形式發(fā)表在國(guó)際著名材料期刊《Chemistry of Materials》上。

Pb-3d過(guò)渡金屬鈣鈦礦體系表現(xiàn)出豐富的物理特性，包括鐵電性、反鐵磁性和電荷歧化等。作者利用自行研制的具有國(guó)際領(lǐng)先水平的大腔體高壓高溫裝置在15 GPa極端高壓條件下成功合成出PbMnO₃鈣鈦礦，并系統(tǒng)研究了其獨(dú)特的晶格結(jié)構(gòu)和奇異物性。同步輻射X射線(xiàn)衍射譜、X射線(xiàn)吸收譜和二次諧波光譜結(jié)果表明，PbMnO₃鈣鈦礦具有非極性四方結(jié)構(gòu)，同時(shí)表現(xiàn)出新奇的Pb²⁺_0.875Pb⁴⁺_0.125Mn³⁺_0.25Mn⁴⁺_0.75O₃電荷歧化組態(tài)。輸運(yùn)、磁性測(cè)量以及第一性原理計(jì)算結(jié)果表明，PbMnO₃鈣鈦礦可能是Pb-3d過(guò)渡金屬鈣鈦礦體系中唯一的鐵磁性金屬，并在低臨界磁場(chǎng)下發(fā)生罕見(jiàn)的變磁性轉(zhuǎn)變。上述結(jié)果為研究新型量子功能材料的晶格、電荷、自旋、軌道等自由度間的相互耦合作用提供了重要參考。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c02706