过渡金属化合物的合成及其特殊性质的研究-东篱科研大数据发现系统（DRDS）

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过渡金属化合物的合成及其特殊性质的研究

项目名称：过渡金属化合物的合成及其特殊性质的研究
项目类别：重点项目
批准号：20331030
申请代码：B0105
项目来源：国家自然科学基金
研究期限：2004-01-01-2007-12-31

项目负责人：孟健
负责人职称：研究员
依托单位：中国科学院长春应用化学研究所
批准年度：2003

中文摘要：

采用结构设计的观点,以我们提出的复杂晶体化学键理论为基础，参照结构畸变参数，利用Materials Studio中的量子化学软件，进行层状化合物的结构设计，建立材料的微观参数与材料结构、组分之间的定量关系，建立理论模型，利用缺陷对过渡金属化合物重新设计结构单元，采用组合合成、注入自旋、不等价取代、自旋钉扎等方法，引入本征缺陷，来合成新的层状化合物。研究产生和减少缺陷的途径，研究缺陷引起的离子价态及电子自旋的不对称性的变化，研究自旋轨道上电子的占据形式与缺陷的关系，研究层间自旋态FM/AFM的调控方法，将不同层面的纳米结构材料(高自旋极化度材料、铁磁/反铁磁耦合材料、铁磁/半导体结构材料等)进行组装，研究这些新结构材料与其功能特性(电子传导、自旋相关输运、磁耦合、自旋注入)的关系，阐明此类层状化合物的微观作用机理,开发出一类具有特殊电磁性质的固体新材料，希望能获得全氧化物的"自旋开关材料"

中文主题词：过渡金属化合物；密度泛函方法；负热膨胀材料；磁学性能；固体电

英文摘要：

Transition metal compounds; De

英文主题词： Transition metal compounds; De

结论摘要：

过渡金属化合物因为其独特的力、热、光、电、磁学性质以及表现出的众多协同效应而颇受瞩目。我们的设计原则体现了辩证统一的思想，同时有机地结合了理论与实验的最新方法，实现了从实验到理论，再由理论到实验的飞跃。我们取得了如下典型成果对于CaCu3M4O12 (M为3d过渡族金属)的铁磁材料，预测出，如果M 3d轨道有电子占据，但其占据数少于半充满时， Cu-M 为反铁磁性耦合，而Cu-Cu和M-M为铁磁性耦合。在M位以有序的方式掺入非磁性离子会削弱CaCu3M4O12的导电性；应用理论预测的成果，采用各种方法制备出多种过渡金属化合物，如钛酸盐、铌酸盐、铁酸盐，钼酸盐等，并实现了多种产物的纳米尺寸及形貌的有效控制；结构分析之后，在理论计算和实验结果的基础之上，建立起构效关系。先后开发出新型固体电解质材料La2Mo2O9、La3MMo2O12；发现负热膨胀材料固体电解质Zr1-xYbxW2O8；制备出热膨胀系数(TEC)可调，且陶瓷力学性能良好的负热膨胀复合材料ZrW2O8/Al2O3陶瓷；首次增强了铅基钛酸盐的负热膨胀特性；发现了可以调节至（近）零膨胀TEC材料。

成果综合统计