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相变功能材料

主 讲 人 :胡凤霞     研究员

活动时间:12月26日10时00分    

地      点 :腾讯会议ID:720 268 808

讲座内容:

众多材料性质孕育于相变,其在固态制冷和反常热膨胀领域有着重要应用。

最近,我们针对典型的巨磁热La(Fe,Si)13、FeRh、HoCuSi等块材和薄膜体系,开展了应力场调控的相变、磁结构与磁热效应研究[1-3]。在FeRh/PMN-PT薄膜中通过基片引入电致应变场实现了滞后损耗的非易失性下降[1],解决了制冷器件设计中遇到的双场瓶颈问题,为微尺度制冷器件的设计提供了实验基??;并实现了铁电畴调控的制冷温区的大幅拓宽[2]。在La(Fe,Si)13块材体系观察到静水压增强的磁热和压热效应,11.3kbar的压力使磁热熵变增大到2倍,9kbar使磁热熵变增大到3倍;利用中子衍射并结合第一性原理计算揭示了物理压力引入特殊的晶格畸变使相变性质演化并产生显著增强的磁热和压热效应的物理机制[3]。在HoCuSi块材中通过引入静水压调控磁结构和磁化过程获得了大幅增强的磁热效应,0-1T磁场下熵变增大150%而不引入滞后损耗,为发展混合场驱动的制冷器件提供了材料基础。在磁结构调控的负热膨胀[4,5]、以及氧化物自旋电子学领域[6]取得重要进展。

参考文献

[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.


主讲人介绍:

胡凤霞,中国科学院物理研究所研究员。1985年毕业于河北师范学院物理系,2002年8月获中科院物理研究所理学博士学位,后在香港大学从事博士后研究,2006年入职中科院物理研究所磁学国家重点实验室工作。曾任磁学国家重点实验室主任。现任课题组长。兼任中国稀土学会磁制冷专业委员会秘书长、副主任,中国晶体学会理事。

长期致力于金属间化合物相变调控、磁热/压热效应、反常热膨胀以及氧化物自旋电子学方面的研究。 (1)发现了新型 La(Fe,Si)13 基大磁热效应材料,阐明了来源,成为寻找大磁热材料的判据。自第一篇文章发表以来,国内外已有200多个实验室跟随开展研究,该材料目前已成为国际上公认的最具应用潜力的新型磁制冷材料;(2)利用应变记忆效应成功实现了FeRh巨磁热薄膜滞后损耗的非易失性调控、解决了样机设计中遇到的双场循环瓶颈问题;(3)利用非公度螺旋磁结构引入的晶格畸变和织构效应在MnFeNiGe材料体系获得超大负热膨胀;(4) 首次在复杂氧化物中实现了B位阳离子和氧离子协同迁移驱动的连续拓扑学相变,B位离子3d轨道占据和自旋态重构导致磁电特性发生显著改变,为拓展离子介导的拓扑相变的综合应用提供了新途径。

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.等刊物发表论文190余篇,他人引用6000余次,第一作者单篇最高引用1090余次。授权发明专利30余项(含4项国际专利授权)?;?012 年度国家自然科学二等奖(2)、2014年度陈嘉庚技术科学奖(2)、2011 年度北京市科学技术奖一等奖(2)。


发布时间:2020-12-24 15:20:03

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