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高压下的矿物压力计——基于钛酸钴的晶格稳定性及等离激元增强效应

2024年04月06日 14:33  

引文格式
Wenming Qi, Pengwei Li, Min Gao,* Anwar Hushur,* and Hongyan Zhang*, Mineral pressure gauge based on lattice stability and plasmonic enhancement of cobalt titanate under high pressure, Physical Review B, 2023, 107, 085429
题目
高压下的矿物压力计——基于钛酸钴的晶格稳定性及等离激元增强效应
Title
Mineral pressure gauge based on lattice stability and plasmonic enhancement of cobalt titanate under high pressure
专家照片

座右铭
独立思考、合作共赢
个人简介
高敏,男,汉族,1989年3月出生,光学博士,新疆大学物理科学与技术学院副教授,博士研究生导师。探究金属微纳结构与光的相互作用问题,以及高温高压等极端条件下钛铁矿物和稀土化合物的结构相变行为。目前主持2项国家自然科学基金(青年基金和地区基金项目),1项自治区科技厅自然科学基金青年项目和1项自治区教育厅高校基本科研业务费项目,以第一作者或通讯作者在Physical Review B, Photonics Research, Nanophotonics, Nanoscale等国际权威期刊发表15篇SCI论文。博士学位论文获福建省优秀博士学位论文荣誉。
研究领域
金属纳米光学、高压拉曼光谱学
研究背景/选题意义/研究价值
钛铁矿材料在光电催化、电磁吸波方面有许多优良的性能。具有钛铁矿结构的钛酸钴CoTiO3具有与钙钛矿相似的多铁性和化学稳定性,在功能材料中引起了广泛的关注。研究其在高温高压等极端条件下的稳定性,有利于进行太空探索以及对我国钛铁矿资源进一步的开发利用,有利于了解地球内部各阶段的物质组成,以及对地震等信息的预测具有重要意义。可以为钛铁矿结构转变的多样性提供实验依据以及在压力维度上预测地球下地幔阶段存在相应的钛铁矿化合物。然而,关于钛酸钴在高压下的结构稳定性和晶格变形的信息仍然不清楚。
主要研究内容
通过40GPa的原位高压拉曼实验对压缩钛酸钴的振动特性进行了定量研究,提出了一种新型压力计。在此压力范围内未观察到相变和非晶化现象,表明钛酸钴具有良好的晶格稳定性,可由Jahn-Teller效应和Fermi共振较好解释。更重要的是,我们首次基于等离子体共振场增强的协同效应解释了压力表拉曼信号的演化规律。我们的发现不仅为钛酸钴在40 GPa时保持相稳定特性提供了直接的实验证据,而且为理解其他钛铁矿基功能材料的高压拉曼行为提供了新的见解。

图1 钛酸钴在高压下的拉曼-频移关系

主要创新点
1.通过原位高压拉曼实验定量研究了压缩钛酸钴的振动特性,提出了一种新型等离子体压力计。
2.钛铁矿型钛酸钴在40GPa压力范围内表现良好的晶格稳定性,无相变和非晶化。
3.基于等离子体共振场增强的协同效应,首次阐明了压力计拉曼信号的演化过程。

上一条:单壁碳纳米管催化生长初期Mo催化颗粒的演化机制 下一条:α-AZnPO4 (A = Li, K)中A位阳离子调控非线性光学行为和结构重构

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