相變功能材料

主 講 人 ：胡鳳霞     研究員

活動時間：12月26日10時00分    

地      點 ：騰訊會議ID：720 268 808

講座內容：

眾多材料性質孕育于相變，其在固態制冷和反常熱膨脹領域有著重要應用。

最近，我們針對典型的巨磁熱La(Fe,Si)13、FeRh、HoCuSi等塊材和薄膜體系，開展了應力場調控的相變、磁結構與磁熱效應研究[1-3]。在FeRh/PMN-PT薄膜中通過基片引入電致應變場實現了滯后損耗的非易失性下降[1]，解決了制冷器件設計中遇到的雙場瓶頸問題，為微尺度制冷器件的設計提供了實驗基礎；并實現了鐵電疇調控的制冷溫區的大幅拓寬[2]。在La(Fe,Si)13塊材體系觀察到靜水壓增強的磁熱和壓熱效應，11.3kbar的壓力使磁熱熵變增大到2倍，9kbar使磁熱熵變增大到3倍；利用中子衍射并結合第一性原理計算揭示了物理壓力引入特殊的晶格畸變使相變性質演化并產生顯著增強的磁熱和壓熱效應的物理機制[3]。在HoCuSi塊材中通過引入靜水壓調控磁結構和磁化過程獲得了大幅增強的磁熱效應，0-1T磁場下熵變增大150%而不引入滯后損耗，為發展混合場驅動的制冷器件提供了材料基礎。在磁結構調控的負熱膨脹[4,5]、以及氧化物自旋電子學領域[6]取得重要進展。

參考文獻

[1] Qiao, KM; Hu, FX*;Shen, BG*, et al, Nano energy 2019, 59: 285.

[2] Qiao, KM; Hu, FX*;Shen, BG*, et al, Acta Mater. 2020, 191: 51.

[3] Hao JZ; Hu, FX*; Shen, BG* et al, Chem. Mater.2020, 32: 1807.

[4] Shen FR; Hu, FX*; Shen, BG* et al, Mater. Horiz. 2020, 7: 804

[5] Zhao YY;Hu, FX*; Shen, BG, et al, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137: 1746.

[6] Li, J; Hu, FX*; Shen, BG*, et al, Nano energy2020, 78: 105215.

主講人介紹：

胡鳳霞，中國科學院物理研究所研究員。1985年畢業于河北師范學院物理系，2002年8月獲中科院物理研究所理學博士學位，后在香港大學從事博士后研究，2006年入職中科院物理研究所磁學國家重點實驗室工作。曾任磁學國家重點實驗室主任。現任課題組長。兼任中國稀土學會磁制冷專業委員會秘書長、副主任，中國晶體學會理事。

長期致力于金屬間化合物相變調控、磁熱/壓熱效應、反常熱膨脹以及氧化物自旋電子學方面的研究。 (1)發現了新型 La(Fe,Si)13 基大磁熱效應材料，闡明了來源，成為尋找大磁熱材料的判據。自第一篇文章發表以來，國內外已有200多個實驗室跟隨開展研究，該材料目前已成為國際上公認的最具應用潛力的新型磁制冷材料；(2)利用應變記憶效應成功實現了FeRh巨磁熱薄膜滯后損耗的非易失性調控、解決了樣機設計中遇到的雙場循環瓶頸問題；(3)利用非公度螺旋磁結構引入的晶格畸變和織構效應在MnFeNiGe材料體系獲得超大負熱膨脹；(4) 首次在復雜氧化物中實現了B位陽離子和氧離子協同遷移驅動的連續拓撲學相變，B位離子3d軌道占據和自旋態重構導致磁電特性發生顯著改變，為拓展離子介導的拓撲相變的綜合應用提供了新途徑。

在J. Am. Chem. Soc., Adv. Mater., Nano energy, Mater. Horiz., ActaMater., Chem. Mater., Phys.Rev.Lett. / Phys.Rev.B, Appl.Phys.Lett./APL mater.等刊物發表論文190余篇，他人引用6000余次，第一作者單篇最高引用1090余次。授權發明專利30余項（含4項國際專利授權）。獲2012 年度國家自然科學二等獎(2)、2014年度陳嘉庚技術科學獎(2)、2011 年度北京市科學技術獎一等獎(2)。

發布時間：2020-12-24 15:20:03