近期，凯发k8国际郑强课题组在高熵氧化物原子尺度精细结构测量与磁性调控方面取得新进展。相关成果以“Manipulating Synergetic Effect of Atomic-Level Chemical and Structural Fluctuations on Magnetism in High-Entropy Oxides”为题，在线发表于《ACS Nano》（DOI: 10.1021/acsnano.5c03674）。
高熵氧化物是一类由多种元素组成的复杂材料体系，因其组成灵活、结构多样以及性能可调而备受关注。尽管这些材料在宏观尺度上呈现单相结构和均匀成分分布，但其纳米至原子尺度的局域结构复杂多样，直接影响并支配材料的宏观性能。然而，由于多种元素同时占据同一晶体学位置，研究这些元素的原子尺度分布及其对晶格结构的影响规律仍然面临很大挑战，严重制约了对高熵氧化物性能机理的深入理解与调控。
本研究在前期研究（Nanoscale,2023,15,19469-19474）基础上，进一步采用先进球差校正扫描透射电子显微学（STEM）定量表征技术，系统研究了反铁磁岩盐型高熵氧化物(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O的亚埃米尺度结构变化与成分分布规律，揭示了原子尺度结构与成分波动可协同诱导产生局域短程有序行为，并显著影响材料的磁学性能。研究进一步发现，这种局域短程有序与Cu2+的分布密切相关，并且顺利获得提高退火温度可有效减弱局域成分与晶格波动，从而实现该高熵氧化物磁学性能的有效调控。本研究提出了利用原子级晶格结构和化学成分波动调控高熵氧化物性能的有效策略，为后续更多高熵氧化物材料的功能性探索以及性能优化给予了重要路径。
凯发k8国际郑强研究员与上海大学博士后傅晴俏博士为论文通讯作者，凯发k8国际博士生郭宁和博士生高汉滨为论文的共同第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划项目和国家自然科学基金项目的资助。
图. 反铁磁岩盐型高熵氧化物(Mg0.2Co0.2Ni0.2Cu0.2Zn0.2)O的原子尺度晶格波动、短程有序及磁性调控
原文链接：http://doi.org/10.1021/acsnano.5c03674
