日前，鄭州大學(xué)許群教授課題組利用超臨界CO2實現(xiàn)拓撲相轉(zhuǎn)變，成功將鈣鈦礦結(jié)構(gòu)BaTiO3調(diào)控制備成具有室溫鐵磁性的低維納米材料，相關(guān)研究成果以“CO2-Induced Exposure of the Intrinsic Magnetic Surface of BaTiO3 to Give Room-Temperature Ferromagnetism”為題發(fā)表在國際權(quán)威期刊《Angew. Chem. Int. Ed.》上，并被編輯部評為VIP（very important paper）論文。該論文*作者為鄭州大學(xué)博士研究生高波，通訊作者為許群教授，鄭州大學(xué)為*通訊單位。

對于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料，離子缺陷在提升材料功能方面具有關(guān)鍵作用，近年來研究者采取了各種手段來嘗試調(diào)控其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以期獲得磁有序和金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變等獨特物理現(xiàn)象的新型信息材料。如何通過簡單、有效可控的手段，在過渡金屬氧化物中誘導(dǎo)拓撲結(jié)構(gòu)相變，實現(xiàn)材料的磁性調(diào)控，對量子計算、高頻器件和高密度信息存儲等領(lǐng)域的發(fā)展具有直接作用。

繼成功制備室溫磁性過渡金屬氧化物VO2，許群教授團隊又利用超臨界二氧化碳（SC CO2）成功將鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的鈦酸鋇（BaTiO3）進行改造，制備了具有室溫鐵磁性的低維鈦酸鋇。實驗發(fā)現(xiàn)，在不同CO2壓力下，SC CO2可選擇性地切斷BaTiO3材料層間共價鍵，形成不同暴露晶面。磁性表征實驗顯示，相較于傳統(tǒng)的制備方法，如氫氣還原和機械研磨等處理方式，SC CO2處理所制得的BaTiO3材料展示出了更加優(yōu)越的室溫鐵磁性。在此基礎(chǔ)之上，團隊成員通過實驗和理論相結(jié)合的方式，對SC CO2處理后BaTiO3所產(chǎn)生的磁性進行深入探索。該研究為進一步拓展超臨界CO2在新型納微結(jié)構(gòu)的制備奠定了實驗和理論基礎(chǔ)。

研究工作得到了國家自然科學(xué)基金、鄭州大學(xué)*學(xué)科計劃等項目的支持。