近日，我校匡小軍團(tuán)隊與法國國家科學(xué)研究中心高溫材料所Mathieu Allix博士課題組在基于四面體結(jié)構(gòu)類型中制造高遷移能力的氧空位及氧空位穩(wěn)定和遷移機制研究上取得重要研究進(jìn)展。10月26日，該研究成果以標(biāo)題為“Cooperative mechanisms of oxygen vacancy stabilization and migration in the isolated tetrahedral anion scheelite structure” 在英國 《自然》 子刊 《自然通訊》（Nature Communications）上發(fā)表，全文鏈接為：https://www.nature.com/articles/s41467-018-06911-w。
    

 Bi1-xSrxVO4-0.5x材料氧離子導(dǎo)電機制示意圖 

　　論文發(fā)表情況 

　　晶態(tài)材料中氧缺陷是如何穩(wěn)定并具有高的遷移能力是氧離子導(dǎo)體研究領(lǐng)域中的一個重要科學(xué)問題，對氧離子導(dǎo)電機制的闡述將有助于新氧離子導(dǎo)電材料的設(shè)計與合成，能促進(jìn)低溫下具有高氧離子導(dǎo)電率的電解質(zhì)材料的探索，對降低固態(tài)氧化物燃料電池的操作溫度具有重要的科學(xué)意義。由于四面體結(jié)構(gòu)單元的旋轉(zhuǎn)和靈活變形性等特點有利于氧離子導(dǎo)體中載流子（氧空位或間隙氧）的穩(wěn)定和遷移，含四面體單元的新型氧離子導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)及其載流子的穩(wěn)定和遷移機制研究日益受到關(guān)注。在基于四面體結(jié)構(gòu)的體系中間隙缺陷導(dǎo)電比較普遍，而以氧空位形式的氧離子導(dǎo)電材料非常罕見。雙方研究人員利用傳統(tǒng)高溫固相反應(yīng)和先進(jìn)的氣動懸浮-激光加熱系統(tǒng)，在含孤立四面體的BiVO4基白鎢礦體系中制備了具有氧空位的白鎢礦氧離子導(dǎo)體，結(jié)合固態(tài)核磁共振譜、第一性原理計算、分子動態(tài)模擬等手段確定了材料中氧空位通過VO4四面體的協(xié)同旋轉(zhuǎn)和變形形成V2O7二聚體以及V2O7二聚體的斷裂和重組來實現(xiàn)氧空位的穩(wěn)定及遷移。這一工作突破了傳統(tǒng)的“一種結(jié)構(gòu)類型只適合特定的氧缺陷載流子種類發(fā)生遷移”的認(rèn)識，為如何在基于四面體的結(jié)構(gòu)類型材料中探索新氧離子導(dǎo)體提供了新策略。

     　　 論文作者匡小軍教授(右)與Mathieu Allix博士

論文作者匡小軍教授、Alberto Jose Fernandez Carrion(右2)博士和楊小燕博士生（右1）

　　我校匡小軍教授和法國科學(xué)研究中心高溫材料所Mathieu Allix博士為共同通訊作者，材料科學(xué)與工程學(xué)院楊小燕博士生和Alberto Jose Fernandez Carrion博士(在匡小軍科研團(tuán)隊工作)為該論文的共同第一作者，我校2015級碩士生王節(jié)華作為第三作者在該論文中開展了分子動態(tài)模擬研究，桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一完成單位。該論文是我校在國際具有重要影響力期刊上發(fā)表高水平論文上的一個重大突破，也反映了近年來我校在基礎(chǔ)科研團(tuán)隊建設(shè)上及提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量上的舉措初顯成效。
　　以上研究工作得到國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目和國際合作交流項目以及廣西自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金項目等的資助。