近期，西南科技大学极端条件物理团队在应用物理学权威期刊《Applied Physics Letters》上发表了题为“Phase transition of potassium sodium niobate under high pressures”的学术论文，介绍了团队关于K_0.5Na_0.5NbO₃铁电材料在高压下结构相变的研究成果。我院物理学专业毕业的硕士研究生周章洋(现为在读博士研究生)、房雷鸣副研究员为共同一作，团队负责人必威Betway东盟体育熊政伟副教授和中物院流体物理研究所高志鹏研究员为通讯作者。

本文利用原位高压拉曼光谱、原位高压中子衍射和同步加速器X射线衍射技术对K_0.5Na_0.5NbO₃的高压结构演化进行了系统研究。高压拉曼光谱揭示了两个结构相变，通过拉曼振动模态分析得到相变边界，相变范围为2.5 ~ 4.6 GPa和6.8 ~ 9.4 GPa。原位高压中子衍射测定了其相结构，在高压下的相变路径为Amm2→P4mm→Pmm。同步加速器X射线衍射进一步证实了相变路径。结合轻气炮对K_0.5Na_0.5NbO₃陶瓷组装成脉冲功率器件进行冲击压缩，获得了媲美商用铅基PZT 95/5陶瓷的输出功率密度1.6 × 10⁸ W/kg。另外，K_0.5Na_0.5NbO₃陶瓷的密度大约是PZT 95/5的一半，这意味着该材料在高功率脉冲电源设备轻量化和小型化面具有显著优势。

图(a) K_0.5Na_0.5NbO₃材料的原位高压中子衍射图，(b){200}峰的变化。底部和顶部的刻度分别对应于Amm2(绿色)、P4mm(蓝色)和Pmm(青色)的布拉格反射

K_0.5Na_0.5NbO₃在高压下(a) O1-Nb-O1和(b)O2-Nb-O2的键角、键长变化，(c)、(d)和(e)分别对应Amm2、P4mm和Pmm的晶体结构，(f)为高压下K_0.5Na_0.5NbO₃的结构变化示意图，红色箭头表示Nb原子的位移方向

极端条件物理团队聚焦物理学两个二级学科方向凝聚态物理和等离子体物理，以及材料科学与工程下的二级学科博士点光电功能材料三个研究方向，将基础研究与国防军工需求紧密结合，利用国家大科学装置（绵阳中子堆、上海同步辐射光源等），紧密围绕极端条件（高温、高压、强激光、高速碰撞等）下的物理问题开展研究。近年来，该团队一系列高水平研究成果获得广泛报道，包括动态高压爆轰过程中材料的能量转换（Applied Physics Letters, 2022, 121, 113903；Journal of the American Ceramic Society, 2021, 104, 1169），动态冲击过程中材料微结构的演化（Materials Science & Engineering A, 2021,822,141704；Materials Today Communications,2023, 35, 106224）等50余篇，其中一区论文20余篇。这些重要成果反映了我校物理学科在科学研究和人才培养等方面的新成就，以物理为基，支撑相关学科发展。

该项研究得到了国家自然科学基金NSAF联合基金、四川省科技计划项目等基金的资助。该论文已被“电介质Dielectrics”等相关领域权威微信公众号在线报道，论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0159971