Bifunctional magnetic and optical nanomaterials are important subjects in the field of materials science and have attracted widespread concern and attention. This project aims to study the crystal structure, magnetic and optical properties of one-dimensional Mn based chalcogenide core/shell heterostructured nanomaterials under high pressure. After the design and synthesis of one-dimensional Mn based chalcogenide core/shell heterostructured nanomaterials, in situ high pressure synchrotron radiation X-ray diffraction、absorption and fluorescence spectroscopy system and magnetic measurement system combined with first-principle theoretical calculation will be used to systematically investigate the physical essence of new core/shell heterostructured nanomaterials. High pressure will play a collaborative role for the dimensions of scope and the surface/interface effects, and this will realize the modulation of both energy band and magnetic structure; explore to “capture” the new high-pressure phase, providing new materials for ultraviolet-visible light, photocatalysis, biological imaging, the antiferromagnetic information storage materials, and quantum computing, etc. It also has important scientific significance for the research of functional materials under high pressure.
磁、光双功能纳米材料是当前材料研究领域的重要课题,已经引起科学家们的广泛关注。本项目拟以高压下一维限域Mn基硫族核壳异质结构纳米材料的晶体结构、磁学和光学性质为研究目的。通过设计合成一维Mn基硫族核壳异质结构纳米材料,利用原位高压同步辐射X射线衍射、原位高压吸收光谱、原位高压荧光光谱和原位高压低温磁学测量系统,结合理论计算,探索该新型核壳异质结构纳米材料在高压下的物理本质;发挥高压与维度限域、表面/界面效应的协同作用,实现能带和磁结构调制,尝试“截获”具有优异磁学和光学性能的高压新相,为紫外-可见发光、光催化、生物成像、反铁磁性信息储存材料和量子计算等研究领域提供重要来源,对拓展高压下功能材料研究具有十分重要的科学意义。
压力可以有效地改变材料的原子排布、电子结构和原子(分子)间的相互作用,为构筑新功能纳米材料提供一种“清洁”有效的新途径和方法。在本项目的资助下,我们设计合成出了一维核壳异质结构MnSe/MnS纳米棒;利用金刚石对顶砧压机,结合自主设计搭建的原位高压吸收、发射和寿命等实验测量系统,以及原位高压同步辐射X射线衍射测量手段,实现了核壳异质结构的原位高压结构调制,成功地“截获”了正交MnP相的高压新相核壳异质结构MnSe/MnS纳米材料,探讨了所制备的纳米材料在一维核壳结构限域条件下的高压结构稳定性、形貌变化规律和物理本质。这为深入开展一维核壳结构材料的高压研究提供了重要的数据支撑和技术保障,也为设计和制备新型核壳功能纳米材料拓展了新的思路和方法。在本项目的支持下,发表标注项目资助的高水平SCI检索文章10篇,其中包括J. Am. Chem. Soc. 1篇,Nano Res. 1篇,Nanoscale 4篇,ACS Appl. Mater. Interfaces 1篇,Journal of Power Sources 1篇,CrystEngComm 1篇,RSC Adv. 1篇,获得授权发明专利2项,顺利完成任务书中规定的考核指标。
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数据更新时间:2023-05-31
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