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按设计引入无序:高熵氧化物中局部结构与功能洞察的揭示

材料科学 2025-06-17 v1

摘要

高熵氧化物(HEOs)是一类快速增长的组成复杂陶瓷材料,其中构型无序被设计用于解锁新颖功能。虽然平均晶体学对称性通常得以保留,但局部结构和化学无序——包括阳离子尺寸和价态失配、氧亚晶格畸变以及位点特异性键合——强烈控制着离子传输、氧化还原行为、磁有序和介电响应。本综述概述了这些无序模式如何在岩盐尖晶石、萤石和钙钛矿等关键氧化物家族中表现出来。我们强调了光谱学、全散射和高分辨率显微镜方面的最新进展,这些技术能够在多尺度上提供短程和中间程有序的洞察。通过将实验观测与熵和局部能学的理论建模相结合,我们建立了一个将结构异质性与涌现性质联系起来的框架。这些洞察不仅加深了我们对无序-性质关系的基本理解,而且为催化、储能、电子学等领域的材料理性设计提供了途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.12888,
  title  = {Disorder by Design: Unveiling Local Structure and Functional Insights in High Entropy Oxides},
  author = {John P. Barber and William J. Deary and Andrew N. Titus and Gerald R. Bejger and Saeed S. I. Almishal and Christina M. Rost},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.12888},
  year   = {2025}
}

备注

30 pages, 9 figures, 2 tables