鄭州大學在利用超臨界CO2制備室溫鐵磁性材料方面獲得新進展

日前，鄭州大學許群教授課題組利用超臨界CO2實現拓撲相轉變，成功將鈣鈦礦結構BaTiO3調控制備成具有室溫鐵磁性的低維納米材料，相關研究成果以“CO2-Induced Exposure of the Intrinsic Magnetic Surface of BaTiO3 to Give Room-Temperature Ferromagnetism”為題發表在國際權威期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上，并被編輯部評為VIP（very important paper）論文。該論文*作者為鄭州大學博士研究生高波，通訊作者為許群教授，鄭州大學為*通訊單位。

對于鈣鈦礦結構材料，離子缺陷在提升材料功能方面具有關鍵作用，近年來研究者采取了各種手段來嘗試調控其內部結構，以期獲得磁有序和金屬-絕緣體轉變等獨特物理現象的新型信息材料。如何通過簡單、有效可控的手段，在過渡金屬氧化物中誘導拓撲結構相變，實現材料的磁性調控，對量子計算、高頻器件和高密度信息存儲等領域的發展具有直接作用。

繼成功制備室溫磁性過渡金屬氧化物VO2，許群教授團隊又利用超臨界二氧化碳（SC CO2）成功將鈣鈦礦結構的鈦酸鋇（BaTiO3）進行改造，制備了具有室溫鐵磁性的低維鈦酸鋇。實驗發現，在不同CO2壓力下，SC CO2可選擇性地切斷BaTiO3材料層間共價鍵，形成不同暴露晶面。磁性表征實驗顯示，相較于傳統的制備方法，如氫氣還原和機械研磨等處理方式，SC CO2處理所制得的BaTiO3材料展示出了更加優越的室溫鐵磁性。在此基礎之上，團隊成員通過實驗和理論相結合的方式，對SC CO2處理后BaTiO3所產生的磁性進行深入探索。該研究為進一步拓展超臨界CO2在新型納微結構的制備奠定了實驗和理論基礎。

研究工作得到了國家自然科學基金、鄭州大學*學科計劃等項目的支持。

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