郑州大学在利用超临界CO2制备室温铁磁性材料方面获得新进展

日前，郑州大学许群教授课题组利用超临界CO2实现拓扑相转变，成功将钙钛矿结构BaTiO3调控制备成具有室温铁磁性的低维纳米材料，相关研究成果以“CO2-Induced Exposure of the Intrinsic Magnetic Surface of BaTiO3 to Give Room-Temperature Ferromagnetism”为题发表在国际权威期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上，并被编辑部评为VIP（very important paper）论文。该论文*作者为郑州大学博士研究生高波，通讯作者为许群教授，郑州大学为*通讯单位。

对于钙钛矿结构材料，离子缺陷在提升材料功能方面具有关键作用，近年来研究者采取了各种手段来尝试调控其内部结构，以期获得磁有序和金属-绝缘体转变等独特物理现象的新型信息材料。如何通过简单、有效可控的手段，在过渡金属氧化物中诱导拓扑结构相变，实现材料的磁性调控，对量子计算、高频器件和高密度信息存储等领域的发展具有直接作用。

继成功制备室温磁性过渡金属氧化物VO2，许群教授团队又利用超临界二氧化碳（SC CO2）成功将钙钛矿结构的钛酸钡（BaTiO3）进行改造，制备了具有室温铁磁性的低维钛酸钡。实验发现，在不同CO2压力下，SC CO2可选择性地切断BaTiO3材料层间共价键，形成不同暴露晶面。磁性表征实验显示，相较于传统的制备方法，如氢气还原和机械研磨等处理方式，SC CO2处理所制得的BaTiO3材料展示出了更加优越的室温铁磁性。在此基础之上，团队成员通过实验和理论相结合的方式，对SC CO2处理后BaTiO3所产生的磁性进行深入探索。该研究为进一步拓展超临界CO2在新型纳微结构的制备奠定了实验和理论基础。

研究工作得到了国家自然科学基金、郑州大学*学科计划等项目的支持。

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