最近，北京理工大学物理学院李翔教授与美国得克萨斯大学奥斯汀分校周建十教授、诺贝尔化学奖获得者John B. Goodenough教授，以及德国马普所胡志伟教授，中科院物理所靳常青研究员、龙有文研究员等合作者，在高压合成PbMnO₃钙钛矿及其电荷歧化和复杂磁性研究方面取得重要进展。相关成果以封面论文形式发表在国际著名材料期刊《Chemistry of Materials》上。
Pb-3d过渡金属钙钛矿体系表现出丰富的物理特性，包括铁电性、反铁磁性和电荷歧化等。作者利用自行研制的具有国际领先水平的大腔体高压高温装置在15 GPa极端高压条件下成功合成出PbMnO₃钙钛矿，并系统研究了其独特的晶格结构和奇异物性。同步辐射X射线衍射谱、X射线吸收谱和二次谐波光谱结果表明，PbMnO₃钙钛矿具有非极性四方结构，同时表现出新奇的Pb²⁺_0.875Pb⁴⁺_0.125Mn³⁺_0.25Mn⁴⁺_0.75O₃电荷歧化组态。输运、磁性测量以及第一性原理计算结果表明，PbMnO₃钙钛矿可能是Pb-3d过渡金属钙钛矿体系中唯一的铁磁性金属，并在低临界磁场下发生罕见的变磁性转变。上述结果为研究新型量子功能材料的晶格、电荷、自旋、轨道等自由度间的相互耦合作用提供了重要参考。
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.chemmater.0c02706