过渡金属Zintl相化合物是一类特殊的极性金属间化合物,由于其具有独特的电子结构,复杂多变的结构类型和丰富的电,磁性质,近年来已成为国际前沿领域的一个研究热点。本项目旨在系统地研究过渡金属Zintl相化合物的合成方法,晶体结构,电传输性质,磁性等,并结合理论计算,对该此类化合物的电子能带结构,晶体中的成键作用进行理论研究,分析和解释相关的物理现象。该研究工作的开展,有利于加深我们对此过渡金属Zintl相化合物在合成,结构和性质等基础性问题上的理解,为探索基于这些化合物的功能应用材料提供借鉴。
Zintl Phases;Crystal structure;Theoretical calculation;Physical property;
Zintl相化合物是一类特殊的极性金属间化合物,其组成由电负性差异较大的元素构成,由于其电子结构特殊,介于经典的半导体和金属之间,因而呈现出丰富的物理性质,在固体化学,理论化学,材料化学领域倍受关注。通过本项目,我们系统地研究一系列Zintl相体系,具体研究内容包括相关化合物的合成方法,晶体结构,电子能带以及相应的物理性质,如磁性,热学性质,电输运性质等,相应研究成果为深入了解Zintl相化合物的相关基础性科学问题,完善相应的理论,探索具有应用前景的新材料奠定了良好的基础。在本项目中,我们主要开展了以下几部分工作: 1)探索了A2CdPn2 (A = Ca, Sr, Eu, Ba; Pn = P, As)体系,研究了相关化合物的晶体结构,包括其构型的多形现象,电子能带结构,磁性,热稳定性,吸收光谱性质,电输运性质等;2)发现了A5Sn2As6 (A = Sr, Eu)新体系,开展了细致的理论研究和热电性质表征工作,评价了其作为潜在热电材料的应用前景。3)开展了 Ba3Tn2As4 (Tn = Zn, Cd)系列化合物的基础性研究工作,讨论相关化合物的晶体结构,热稳定性,电输运性质等。4)运用Zintl概念进行材料设计工作,以A11InSb9为结构原型, 拓展了一个新的复杂Zintl相体系A10LaCdSb9 (A = Ca, Yb),探讨了结构上的改变对相关热电性质带来的影响,研究结果为材料的进一步性能优化提供了良好的借鉴。受项目资助目前在研博士后1名,博士生4名,硕士生4名,已培养毕业硕士生1名。发表SCI论文六篇,5篇为通讯作者论文。其中影响因子4.0以上论文4篇。