Zn(NCN)单轴的负热膨胀性及机理研究

作     者：施耐克 张娅 SANSON Andrea 王蕾 陈骏 SHI Naike;ZHANG Ya;SANSON Andrea;WANG Lei;CHEN Jun

作者机构：北京科技大学物理化学系北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083 意大利帕多瓦大学天文物理系帕多瓦I-35131 北京科技大学物理系北京100083 

出 版 物：《高等学校化学学报》 (Chemical Journal of Chinese Universities)

年 卷 期：2022年第43卷第6期

页      面：160-165页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:22101020,21825102) 中央高校基本科研业务费(批准号:20-041A2)资助 

主　　题：负热膨胀 框架结构 晶体结构 氰胺锌 横向振动 

摘      要：负热膨胀(NTE)是一种反常的物理现象,已在合金和框架结构化合物等材料中被观察到,但NTE材料的种类仍然有限.本文合成了一种单轴NTE材料Zn(NCN),该材料在c轴方向及在100~475 K下的热膨胀系数为−3.35×10^(‒6)K^(‒1),而a轴和b轴方向则呈低热膨胀性,体积具有低的热膨胀系数[6.13×10^(‒6)K^(‒1)(100~475 K)].通过同步辐射X射线衍射、扩展X射线吸收精细结构和拉曼光谱等方法,研究了Zn(NCN)的NTE机理.结果表明,Zn—N键具有明显的横向振动,一些低频振动模Grüneisen参数为负值.直接的实验证据表明,N=C=N的横向振动以及准刚性ZnN4四面体的耦合旋转和扭摆导致了c轴方向的NTE.