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新化合物设计和固体化学
发布时间:2017-07-06

  固体化学研究固体物质的制备、组成、结构和性质,是材料科学的基础。要获得众多的新化合物和无机新材料,满足各种高技术领域的需求,必须在原子水平上充分了解材料的组成、结构和性能的关系。研究固相中的化学反应、晶体的合成和生长、固体的组成和结构、固相的缺陷和缺陷的运动、固体的表面化学等关键科学问题,探索无机固体物质作为材料应用的实际可能。 

    

  一、研究内容 

  • 光电新化合物设计与合成 
    1. 新化合物制备与物性探索 
    2. 窄带铁电光伏化合物探索 
    3. 新型中间带光电转换材料 
    4. 新型低堆积因子光电材料 
  • 超导新化合物设计与合成 
  • 其它功能材料设计与合成 

  二、代表成果 

  1. 光电新化合物设计与合成 

  课题组结合相关体系结构-性能关系研究凝练出针对复杂多元化合物结构设计的原子基团相似相聚规律、与功能设计的结构功能区堆积致密因子的设计思想并基于此开展了面向调控相互制约物理性能如可见光高透过率与空穴高迁移率共存的新型光电材料的理性设计与系统制备获得引起关注的BiOClCuAlS2KBiFe2O5等系列高性能的光电材料。 

  新型KBiFe2O5具有优良的光电转换潜力Sci. Rep. 2013, 3, 1265 

反钙钛矿型新化合物Ba3X(FeS4) (X = Cl, Br, I)Sci. Rep. 2015, 5, 15910 

  2. 超导新化合物设计与合成 

  课题组逆向运用相似相聚原则:亚稳原料的原子自组装,加速生成单相产物。逆向设计实现了p型透明导体SmCuOS的低温快速制备,并在此基础上实现了其同构物铁基超导体SmFeAsO纯相的低温快速制备。利用该方法,超导转变温度Tc达到57.2 K,高于高温高压方法合成样品的55 K。与此同时,除了固相制备外,课题组还利用简单的低温水热法,实现了空气中稳定的四方相FeS的制备,并观测到转变温度为5 K的超导电性;首次合成了一种新的FeSe类超导材料(Li0.8Fe0.2)OHFeSe,超导转变温度高达40 K以上;首次发现界面引起TaS2体系超导增强效应,可拓展层状过渡金属二硫族化合物超导体系 

  逆向设计实现了p型透明导体SmCuOS 

 

四方相FeS的超导特性J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10148

  3. 其它功能材料设计与合成 

  结构功能区堆积致密因子的设计思想为指导,设计制备新化合物,进行晶体结构解析,探索材料的光、电、磁、热等物理特性及其与微观结构的关联,如纯相二维材料MoS2TaS2等。 

 

具有界面超导特性的二硫化物TaS2J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 4623

AMS2的剥离过程示意图(J. Mater. Chem. C 2017, 5, 5977 

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