超硬材料国家重点实验室-国家计委于1989年依托吉林大学建设,是我国唯一以高压科学和超硬材料为主要研究方向的国家重点实验室。 所在学科为教育部“211工程”、“985工程”和“一流大学一流学科”工程重点建设学科,教育部首批指定两个“双一流”建设学科,是国防科工局部署的“国防特色学科”
研究方向
1高压对材料结构、性质的影响和高压相变
发展高压下原位结构和光、电、磁等多种物理性质的原位微区测量方法和技术,建立高压下理论研究体系,注重理论与实验的紧密结合,探索高压条件下下体材料和纳米材料的结构、性质和相变规律,为制备硬质合金和多功能高压相材料提供实际开展高压技术在其他学科的应用和交叉研究。
2硬质合金多功能薄膜及新型低维材料
研究以金刚石膜为代表的硬质合金多功能薄膜材料的关键制备技术和物理性质,突破制约其发展的核心问题,开展作为第三代半导体材料的新特性、新器件的研究,开发和推广硬质合金薄膜材料在高速、高精度、高效切削刀具方向的应用。 研究了多种新型低维多功能材料的制备及其在光电等多领域的优异特性和应用。
3高温高压下合成硬质合金和新型功能材料
研究高温高压下合成硬质合金材料的物理问题和关键技术:硬质合金复合材料的关键物理问题,包括表面和界面问题; 大尺寸硬质合金材料单晶样品生长的材料物理问题,提高硬质合金材料质量; 探索利用高温高压等条件制造新功能的超硬材料和常压下难以制造的新材料,推动我国进入超硬材料强国。
成立以来的成绩
实验室以高压科学和硬质合金材料基础研究为核心,解决了国家现代化建设、国际前沿领域的重大科学和应用问题,取得了许多国际、国内领先的科学成果。
国际上最早获得百万气压的五个实验室之一国内第一个CVD金刚石薄膜; 世界上第一个有选择地按照设计图案生长的金刚石薄膜国内最早开展大型CVD单晶金刚石的高速生长; 建立了国际上可人工合成全部4种宝石级单晶金刚石的少数几个实验室之一高压下原位多物理量联合测量、晶体结构预测技术; 发现了一系列长距离有序非晶碳等超高硬度的新结构和材料; 国际上首次出现了理论预言并经实验证实的高压下金属钠绝缘体转化和转变温度超过200K的高压下高温超导体等“超高压下简单分子凝聚体系的新奇结构相变和应力效应”、“高压下钠和锂的单质及二元化合物” “陆域天然气水合物冷钻井热采关键技术”成果获2023年国家技术发明奖二等奖。
最近发表的研究成果
崔田教授科研团队的研究成果发表在《自然通讯》
崔田教授的项目组在高压下朝着超氢化物合成研究的方向取得了突破性进展。 研究成果以“polyhydrideceh9with anatomic-likehydrogenclathratestructure”为题,于2023年8月1日在自然子刊《Nature Communications》上在线发表。 本工作利用金刚石压砧技术成功合成了系列铈氢化物CeH3、CeH3 x、CeH4、CeH9-、CeH9,氢化物配比随压力的增加而增加。 研究表明,CeH9与其他超氢化物的合成不同,无需高温条件,只需高压手段即可克服势垒化合。
吉林大学科研团队的研究成果发表在《美国化学会志》
邹伯教授的科研团队在“应激诱导发光”的研究上取得了突破,这一成果将“pressure-inducedemission(pie ) of one-dimensionalorganictinbromideperovskites” 2023年4月,邹伯教授的项目组提出了通过压力效应控制一维C4N2H14SnBr4八面体骨架扭曲程度,改善内激子自陷发光性质的学术思路。 进行了高压下荧光、吸收及同步辐射实验的研究。 发现压强成功诱导了一维C4N2H14SnBr4的结构相变,实现了八面体扭曲的有效调控,从而使一维C4N2H14SnBr4的荧光从无到有,荧光随压强的升高逐渐增强。 根本原因是压力下自陷激子跃迁偶极矩的增加和自陷激子结合能的增大。 特别是当压力上升到20 GPa时,该样品没有发生荧光的完全猝灭。 通过该工作,高压可以调整结构增强物理化学功能,在低维卤素钙钛矿材料的压力传感、防伪、信息存储等领域提供了很好的应用前景。
资料来源:实验室官方网站
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