高压科学的发展拓展了材料研究的空间和维度，催生出超导、超硬、量子磁电等一系列功能材料。然而高压合成条件苛刻，成本高产量低，往往卸压后亚稳态消失。因而，通过化学手段（化学压力）模拟物理压力，大批量低成本截留亚稳态物相和性能，是高压功能材料走向应用的必由之路。固体的功能往往取决于局域结构的特征，若化学压力能模拟局域结构在物理压力下的变化，则有可能实现化学方法精准截留亚稳相。为实现上述目的，需要对局域化学压力进行有效标定。目前，常见的化学压力的度量方法主要基于单胞体积的变化和状态方程模拟，而对反映局域结构变化的局域化学压力的标定，仍然是个挑战。
最近，海南大学李满荣教授和北京科技大学邢献然教授、上海高压科学研究中心Bin Chen研究员、以及中山大学研究人员等合作，发展了一种基于定向植入光谱探针来标定局域化学压力的方法，首次在实验上实现了多面体尺度的局域化学压力原位实验度量。实验以在REVO4(RE= Y, Gd)中定向植入Bi3+光学探针为方法学示例，通过向REVO4中的RE3+位掺杂相同价电子结构的小半径离子如Sc3+，可以模拟物理压力所引起的晶胞体积和REO8十二面体体积的缩小。该工作通过物理加压和化学压力导致的压致光谱位移关联，建立了物理压力与局域化学压力之间的桥梁，首次实现了多面体尺度的局域化学压力的实验标定。所发展的光学探针标定局域化学压力方法，度量了多面体（晶体场）维度下的局域化学压力，为化学压力截留高压亚稳相的研究提供了新的视角。理论上只要有合适的“探针”，就可以探测更加精细的局域结构（化学键、原子、电子等）所受到的化学压力，深层次的给出压力这个热力学因素的“化学语言”本质，探索化学压力截留的极限。借助上述策略和方法学，有望厘清室温超导体在压力下的（局域）构效关系，进一步实现化学方法截留室温超导体，推动室温超导走向应用。
相关工作发表在国际Top期刊National Science Review(NSR，IF = 20.6）上，题为“Calibration of Local Chemical pressure by Optical Probe”。中山大学博士生周潇和赵美欢为共同第一作者，北京科技大学固体化学研究所邢献然教授和海南大学化学化工学院李满荣教授为共同通讯作者。
全文链接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwad190
撰稿人:李满荣
审核人：罗盛旭
