应变诱导埋嵌型纳米颗粒结构相变及其相关性能的研究

In this project, we will investigate the influence of strain on the crystal microstructure and physical properties of embedded nanoparticles such as metals, alloys, and compounds nanoparticles. We will investigate the interplay between the size, morphology and microstructure of nanoparticles. The structural phase transition of nanoparticles will be controlled by optimization of strain distribution of nanoparticles, and thus the optical, electrical and magnetic properties of nanoparticles will be further controlled and tuned via strain in the system. It is a novel cross-link research area combined by strain and nanomaterials, which will be especially useful for researcher to expand their knowledge of nanomaterials and the physics of strain. It can therefore proceed the development of condensed matter physics and materials science.

本项目以金属、合金及其化合物纳米颗粒为研究对象，探索埋嵌型纳米颗粒在应变作用下的微观结构和物理性质变化规律，揭示尺寸、形貌和微观晶格结构之间的内在联系，通过人为的调节纳米颗粒的应变分布来实现对纳米颗粒结构相变的调控，从而进一步优化纳米颗粒的光学、电学和磁学性能。研究工作是将应变作用与纳米材料相结合形成新的交叉研究领域，对于拓展人们对纳米材料和应变物理的认识，促进凝聚态物理和材料科学等研究领域的发展有积极的意义。

将应变作用与纳米材料相结合形成新的交叉研究领域，是物质科学研究中新的生长点和前沿研究领域。对于埋嵌在介电基体材料中的纳米颗粒来说，由于其杨氏模量和泊松比与介电基体材料的杨氏模量和泊松比不匹配，在其生长过程中，总是不可避免的受到基体介电材料的应变作用。这种应变作用可以有效地改变原子之间的距离，从而改变原子之间的相互作用，调节带隙宽度，能够获得与常压下完全不同的新现象、新规律，是深入研究纳米颗粒的微观结构、性质和获得新物质、发现新结构的重要手段。在本研究课题中，我们在国际上首先开展了利用应变场调控埋嵌型纳米颗粒结构相变及相关物性的研究工作，构筑了几种具有代表性的埋嵌型金属纳米颗粒、埋嵌型核壳结构纳米颗粒以及埋嵌型化合物纳米颗粒体系，分别探索了这些纳米颗粒在应变作用下的微观结构和物理性质变化规律，揭示其生长过程中的应变作用与其尺寸、形貌和微观晶格结构之间的内在联系。研究工作获取了几种具有代表性的埋嵌型金属纳米颗粒、埋嵌型核壳结构纳米颗粒以及埋嵌型化合物纳米颗粒体系的新结构、新现象、新效应，总结了应变诱导这些纳米颗粒体系的相变规律。本项目的研究工作为探索和开发埋嵌型纳米颗粒的新应用提供重要的知识储备。项目实现了预定研究目标，完成了计划书中的全部研究内容。在Journal of Materials Chemistry C等SCI期刊发表论文28篇，授权国家发明专利5项，研究成果“应变诱导复合纳米颗粒改性的研究”获江西省自然科学奖三等奖。