材料学院青年东方学者郭凯及合作者的最新研究成果发表在化学类顶级杂志《Angewandte Chemie》上

材料学院青年东方学者郭凯和赵景泰教授与德累斯顿马普固体化学物理所的Ulrich Schwarz博士以及Yuri Grin教授合作,在高温高压合成新功能金属间化合物方向取得重要进展,相关研究成果以题为“Weak Interactions under Pressure:hp-CuBi and Its Analogues”近日在线发表于化学类国际顶级杂志《AngewandteChemie International Edition》(德语版《Angewandte Chemie》,影响因子11.709)上(DOI: 10.1002/anie.201700712 and 10.1002/ange.201700712)。郭凯为第一作者,新葡的京集团3522vip为第一作者单位。

压力一个是重要的热力学变量,利用压力能有效地控制化学反应路径从而制备出新的无机化合物。结合另一个重要的热力学变量—温度,有可能将高压下的新相保存至常规条件下,有助于发现具有特殊结构和新奇性能的材料。金属Cu和Bi在常压条件下不反应形成化合物,该研究发现当施加一定的外在压力时(5GPa,720K),这两种元素发生化学反应并生成一种新的三明治型层状化合物CuBi。同时计算一系列Bi基的高压相化合物和常压相化合物的电荷转移情况发现:高压相Bi基化合物不同于常规的化合物,电荷转移基本可以忽略,元素主要以电中性的原子形式存在。由于静电相互作用在高压相Bi基化合物中对稳定性贡献很少,因此此类化合物需要在高压下制备。CuBi是一种超导转变温度为1.3K新超导体,这一结果为其它Bi基金属间功能化合物的制备、稳定机理和性能研究开阔了思路,提供了理论依据。

该项研究得到了中国国家自然科学基金委青年基金(No. 21501118),上海市科委(No.15DZ2260300)以及上海市教委青年东方学者计划(QD2015031)的大力支持。该能量转换材料研究团队与德累斯顿马普固体化学物理所的合作研究近二十年,共同发表学术论文超过50篇,尤其关于Zintl相热电化合物的输运性能调控方面与Yuri Grin教授的合作取得多项创新性成果。

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