“提升全民科学素质 夯实科技强国基础”全国科普月活动

时间：2025年9月18日（周四）上午9:00

地点：吉林大学中心校区超硬实验综合楼A514会议室

题目1：高压下材料的结构相变和电学性质调控研究

报告人：赵琳 吉林大学“鼎新学者”助理研究员

报告摘要：高压作为独立于温度和化学组分的重要热力学参量，可以有效调节材料的晶体结构和电子结构，从而产生常规条件下无法发现的新结构、新性质和新效应。因此，高压为突破材料性能极限、创制新型前沿材料提供了重要途径。在本报告中，将介绍报告人在高压调控材料晶体结构和电学性质方面的相关研究进展，主要包括磁性拓扑绝缘体、固态电解质、钙钛矿型铁电体等多种前沿材料在高压下的新结构和新性质。（1）在磁性拓扑绝缘体中发现了压力诱导的结构相变和超导转变，提出并验证了一个新的两步式相变机制，通过层间连续成键的方式实现了从层状菱形相到三维单斜相的结构调控，并且两次结构相变伴随着“绝缘-金属-超导”的物态转变。（2）在固态电解质材料中发现了压力诱导的结构相变和离子传导转变，实现了离子电导率的显著提升，从晶体配位环境、离子迁移通道和电子密度分布等多角度揭示了电输运性质的演变机制。（3）在钙钛矿型铁电材料中发现了压力诱导的结构相变和和铁电重现现象，提出了新的极化-非极化-极化相变序列，揭示了铁电演变机制来源于结构相变过程中阳离子位移和氧八面体倾斜角度的协同变化，建立了晶体结构与自发极化的联系。报告人近五年以第一或通讯作者（含共同）在Phys. Rev. Lett.，Angew. Chem. Int. Ed.，Appl. Phys. Lett.，J. Mater. Chem. A等国际权威期刊上发表SCI论文7篇，主持国家自然科学基金青年项目和中国博士后科学基金面上项目各1项。

题目2：国家重大科技基础设施-液体环境高温高压实验子系统建设与应用

报告人：王艺璇 吉林大学助理研究员

报告摘要：

国家重大科技基础设施-综合极端条件实验装置是国际上首个集“极低温、超高压、强磁场和超快光场”等极端条件为一体的综合极端条件用户实验装置。高温高压大体积材料研究系统依托吉林大学建造，是宏量制备新材料、新物质的关键。目前，科学研究正在向极端条件迈进，通过模拟超高温、超高压、超低温、强磁场等极端条件，来探索深空、深海以及深地等人类未知领域，进而尝试发现新材料和新性质。基于这样的研究需求，液体环境大腔体压机提供了高温高压的反应环境，并搭配原位光谱测量系统，不仅为新型功能材料的制备提供帮助，也为深海能源、生命环境模拟和深地流体相关研究提供巨大助力。基于此，我们研究团队自主研制了百毫升级液体超高温静高压产生装置和微升级液体活塞圆筒液态高压产生装置，攻克了高温高压液体反应环境下大体积高压腔材料服役力学性能降低及超长狭小通道原位光谱信号采集等诸多技术难题。在装置建设中，团队实现了压强从MPa到GPa、温度从室温至1000 K范围内的多种极端实验条件，突破了大体积液体环境高温高压制备科学的温度和压强极限，也填补了高温高压大体积液体环境原位光谱学测量空白。该装置于2025年2月26日在北京顺利通过国家验收，这将极大提升物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究综合实力，对推动科技进步具有关键作用。进一步，团队利用液体环境大腔体压机突破现有高熵合金合成工艺，实现宽熔点范围和宽原子半径范围高熵合金纳米粒子的可控制备，并基于原位光谱学测量系统对多孔材料的高压物性展开系统研究。报告人近五年以第一或通讯作者（含共同）在Angew. Chem. Int. Ed.、Nano Lett.、Laser Photonics Rev.、Adv. Funct. Mater.、Chem. Sci.、Sci. China Chem.等国际高水平学术期刊上发表SCI论文11篇。主持国家自然科学基金青年项目和中国博士后科学基金面上项目各一项。