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研究方向

本课题组主要聚焦极端高压(GPa级,万级倍数大气压)与低温协同调控下物质的新奇物理化学行为,致力于在原子尺度揭示极端条件下固体材料的结构演化与性能调控机制。通过发展高压原位多物理场耦合技术,系统研究无机材料及无机-有机杂化体系在高压变压条件下的晶格畸变、电子态重构、电-声耦合等关键科学问题,重点解析高压诱导的相变机制、超导态转变、光电响应突变等宏观物性与微观结构间的动态关联。实验室配备国际先进的高压原位表征平台,包括高压拉曼,荧光/紫外-可见-近红外光谱联用装置,以及高压微区二次谐波(SHG)与电输运测量系统,为捕捉瞬态亚稳相、追踪非平衡态演化过程提供了独特的技术支撑。研究成果将推动极端条件下功能材料的理性设计与高压相截获技术发展,为新型动态响应及量子材料等体系模型构建提供实验与理论基础。

     极端压力存在于深海,深地以及木星等外星球,其作为物质物态调控的有效手段之一,可以观察到很多常规条件下难以出现的新奇物性。高压科学是探索物质在极端压力条件下结构、状态和物性变化的前沿交叉领域。在万大气压(GPa级)乃至更高的极端高压环境下,物质内部的原子间距被极度压缩,电子轨道发生重构,常规条件下稳定的物理与化学规律可能被打破,从而引发奇异的相变现象和新颖的量子态。这种极端环境不仅为模拟地球/行星内核的物质状态、探究天体演化机制提供了独特的研究手段,更是发现高温超导体和金属氢等变革性材料的重要途径。实验室主要采用金刚石对顶砧(DAC)技术等静高压实验手段,结合同步辐射光源、实验室X射线衍射与量子计算模拟,推动着高压科学在物理化学与凝聚态物理交叉领域持续取得突破性进展,为揭示物质深层规律、拓展人类认知边界开辟了充满可能性的研究维度。

金刚石对顶砧装置原理图 (来源 何未龙硕士论文<<高压下低维锑基卤化物钙钛矿的结构与物性研究>>)


实验室目前主要从事以下方面研究:


          

1. 功能晶态材料常压及高压合成

1)研究体系:包括分子晶体,金属配合物,卤化物以及无机化合物等.....

2)  合成方法:溶液法、水热法、固相法,高压激光加热法等



2.极端条件下的结构相变及相变驱动模机制

1)实验室原位高压单晶X-射线衍射方法学(高压晶体学)

2)高压诱导相变机制(无序-有序,配位数变化等)

3)软模驱动的相变(与铁电性、超导性、热电性能关联)



3. 极端环境下晶体的奇异动态响应行为

1)负压缩特性

2)动态响应

3)高压相截获


4. 高压下晶态材料的物态调控

1)半导体-金属-超导体转变

2)能隙调控(电子结构演化)

3)顺电-铁电/铁电-顺电转变

4)光学性质:如SHG转变(无心- 有心结构转变)