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合肥工业大学科研团队观测到锂离子化合物晶体结构对称性破缺

2019-07-12 10:12:13 来源:未来网

  未来网高校频道7月12日讯(记者 杨子健 通讯员 程鹏)近日,合肥工业大学材料学院陈雷教授科研团队联合国内外有关科研院所,创新性地采用3价铕离子光谱探针,成功探测到锂离子化合物晶体结构对称性破缺。其相关研究成果刊登于国际著名学术期刊《先进科学》(Advanced Science [https://doi.org/10.1002/advs.201802126])。

  对称是自然世界的和谐与美。对称与守恒的如此重要意义,一直主导着现代物理学的发展。然而,世界上很多变化与纹理结构往往是由对称性破缺引起,包括宇宙的形成、物种的起源、生物多样性、以及丰富多彩的分子结构。对称性破缺并不是没有对称性,而是降低为对称性更低的子群。在对称性破缺研究方面,已经出现了多位诺贝尔物理奖获得者。李政道先生认为,所有对称性原理根植于无法观测到某些基本量的理论假设上。不可观测即意味着对称。反之,任何对称性破缺的发现,都表明存在某个可观测量。但对于实验而言,寻找隐藏在超精细结构下的某个可观测量是巨大挑战。

  陈雷教授等利用3价铕离子光谱探针发现锂离子化合物Li2SrSiO4中存在对称性破缺。前人研究认为,锂离子化合物Li2SrSiO4具有P3121空间群对称性的长程均匀结构,但是在该结构模型中锶离子只有一种格位,无法合理解释其性能和作用机理。陈雷教授等人利用3价铕离子光谱学探针发现Li2SrSiO4晶体结构中存在两种2价锶离子格位,其局域具有对称性更低的C2空间群结构,并且来自两种格位3价铕离子的5D0-7F0电子跃迁波长峰值相差仅0.2纳米。

  这一成果不仅有助于区分材料的超精细结构,而且为探测局域结构提供了一种简便而功能强大的光学工具。该成果有助于我们更深入理解材料的性能与机理。

  该论文由合肥工业大学、合肥工业大学智能制造技术研究院、北京大学、中国科学技术大学、国家同步辐射研究中心(台湾)、北航合肥创新研究所、广东省科学院广东省稀有金属研究所、德国莱比锡大学多家单位共同完成。该校材料学院陈雷教授为第一和通讯作者,硕士生程鹏为第二作者,北京大学李国宝副教授和德国莱比锡大学Oliver Oeckler教授为论文共同通讯作者。Advanced Science为Wiley旗下综合类期刊,其影响因子为15.804。

作者: 编辑:靳梦秋

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