固态组合化学及其在材料科学中的应用.pdf

第 期 无 机 化 学 学 报 ! @/A: ;’ 9/: ! 年 月 !### % .DE9FGF HIJK9L* IM E9IKL9E. .DFBEGNKO B,C:’ !### # # 综 述 # # 固态组合化学及其在材料科学中的应用 王 正 余 智 游效曾! （南京大学配位化学研究所，配位化学国家重点实验室，南京 ! ##$% ） 概述了固态组合化学的概念及其在新材料开发中的应用，着重阐述了材料化合物薄膜库的组合制备方法 和筛选技术的特点，简述了 固态组合化学技术在超导、巨磁阻、磷光、催化剂、沸石等新材料开发中的应用以及 固态组合化学现有技术中的困难和今后的发展方向。 关键词 固态组合化学 固体材料 薄膜组合库 分类号 !# 材料与我们的世界息息相关，是现代文明的物质基础。其中，各种具有特定物理、化学和 生物等特性的新型功能材料的不断涌现 深刻地影响和改变着人们的生产和生活。四十多年 ’ 前 半导体单晶硅的出现改变了整个电子工业 如今 各种高技术材料 如具有超导、磁性、发 ’ ( ’ ’ 光、铁电、非线性光学及催化性能等的材料 以其巨大的应用价值而备受关注。现代科学技术 ’ 和工业的迅猛发展要求更加多快好省地对新型功能材料进行开发。 材料研究过程包括合成和表征，以确定具所期望的物理或化学性能的化合物组成和结 构 并以适当的模型模拟相关的理化性能指标。材料的开发可分为三个阶段 即寻找、优化和 ’ ’ 研制候选材料。通过文献检索 找到一种具有某种所期望的功能、但效果较差的某种化合物 ’ ’ 称为先导化合物) *+,- ./01/23- 4 ’ 然后通过逐步积累地对先导化合物的组成和结构进行修 饰’ 直至得到性能符合给定指标的候选材料为止。 在过去 材料的开发往往耗资甚巨，周期漫长 原因之一就是化合物的合成常常是最慢的 ’ ’ 一步。传统上人们对合成化学的理解是 合成的产物必须是单一的、纯净的和得到表征的。在 这种观念的引导下 材料开发者一次只制备一种化合物。即在先导化合物的结构基础上 设计 ’ ’ 和合成具有某一组成的化合物 测试其相关性能 若效果不佳 再制备另一组成的化合物 再 ’ ( ’ ’ 测其性质 这种过程可能重复数千次 直到找到某一具备较理想的相关性能的组成为止。无疑 ( ’ “ ” 5 6 已成为严重制约新材料开发速度的瓶颈 必须予以改 这种 炒菜式 合成策略效率低下 ’