(V1-x,Tix)2O3 (0.0≤x≤1.0)体系新型结构与物性研究

高温高压是发现和获取具有新结构、新功能材料的重要源泉。本项目拟在常规实验室下，利用最新研发的便携式激光加温系统与金刚石压腔技术相结合，探索(V1-x,Tix)2O3 (0.0≤x≤1.0)体系新结构合成条件，进而采用大压机合成出相应的新材料，并对这些新型结构化合物的电学和光学等物性进行系统地测量。在项目研究中拟采用同步辐射X射线吸收谱的测试手段，对新型化合物进行晶体结构、电子结构等进行研究，获得温度、压力、成分、结构与物性的关联信息。高温高压装置与同步辐射表征方法相结合是探寻高温高压条件下合成新材料成因机理的重要手段，因此在实验技术方面，本项目将把课题组的便携式激光加温系统应用到上海光源微束站实验中，搭建一个高温高压近边吸收谱平台，探寻(V1-x,Tix)2O3 (0.0≤x≤1.0)体系相变的机理，从而提升和拓宽了同步辐射装置的研究能力。

本项目利用多面顶大压机和金刚石压腔高温高压技术，合成出(V1-x,Tix)2O3 (0.0≤x≤1.0)体系的高压新型相（Th2S3型，Pnma and Z=4）。在研究中采用同步辐射X射线衍射和X射线吸收谱、拉曼光谱、结合第一性原理计算，对新型化合物进行晶体结构、电子结构等进行研究，获得温度、压力、成分、结构与物性的关联信息。通过理论计算，预测了端元组分V2O3在257 GPa时会转变为一种更致密的结构（Os2Al3型, I4/mmm and Z=2）。依托本项目的研究，在北京同步辐射实验室发展了毛细管聚焦的X射线高压吸收谱的测试方法，有效地抑制了金刚石衍射峰的影响，能获得良好的高压扩展边数据，非常有利于解析高压下吸收原子的局域结构信息。此外，我们还开展类似化合物(三氧化二物和三硫化二物)在高压下的行为研究，获得新颖的结果。本项目已经发表学术论文15篇，全部被SCI收录；还有2篇正在准备中。