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最近，北京理工大學物理學院李翔教授與美國得克薩斯大學奧斯汀分校周建十教授、諾貝爾化學獎獲得者John B. Goodenough教授，以及德國馬普所胡志偉教授，中科院物理所靳常青研究員、龍有文研究員等合作者，在高壓合成PbMnO₃鈣鈦礦及其電荷歧化和復雜磁性研究方面取得重要進展。相關成果以封面論文形式發表在國際著名材料期刊《Chemistry of Materials》上。

Pb-3d過渡金屬鈣鈦礦體系表現出豐富的物理特性，包括鐵電性、反鐵磁性和電荷歧化等。作者利用自行研制的具有國際領先水平的大腔體高壓高溫裝置在15 GPa極端高壓條件下成功合成出PbMnO₃鈣鈦礦，并系統研究了其獨特的晶格結構和奇異物性。同步輻射X射線衍射譜、X射線吸收譜和二次諧波光譜結果表明，PbMnO₃鈣鈦礦具有非極性四方結構，同時表現出新奇的Pb²⁺_0.875Pb⁴⁺_0.125Mn³⁺_0.25Mn⁴⁺_0.75O₃電荷歧化組態。輸運、磁性測量以及第一性原理計算結果表明，PbMnO₃鈣鈦礦可能是Pb-3d過渡金屬鈣鈦礦體系中唯一的鐵磁性金屬，并在低臨界磁場下發生罕見的變磁性轉變。上述結果為研究新型量子功能材料的晶格、電荷、自旋、軌道等自由度間的相互耦合作用提供了重要參考。

原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c02706