（銦鉍鍺分會2月28日 劉麥譯）naturejapnajob消息，熱膨脹通常是指外壓強(qiáng)不變的情況下，大多數(shù)物質(zhì)在溫度升高時，分子運(yùn)動的平均動能增大，分子間的距離也增大，物體的體積隨之而擴(kuò)大。由于熱膨脹導(dǎo)致物體體積產(chǎn)生變化，從生產(chǎn)的角度來看，是一些生產(chǎn)機(jī)械表皮剝落或加工精密偏離的重要原因，因此是非常需要注意的一個問題。特別是大規(guī)模集成電路（LSI）和通信用半導(dǎo)體的精密加工過程中，一丁點(diǎn)的溫度變化，往往會導(dǎo)致生產(chǎn)出現(xiàn)問題，最終產(chǎn)生了高昂的成本。而近年來，隨著一些具有“負(fù)熱膨脹”性質(zhì)的物質(zhì)出現(xiàn)，業(yè)界普遍期待能利用這些物質(zhì)來組成能夠抑制熱膨脹的材料。

最近，東京工業(yè)大學(xué)陶瓷應(yīng)用研究所的岡研吾特助教、東正樹教授在高壓高溫的環(huán)境下研發(fā)了一種鉍鎳氧化物（Bi_1–xLn_xNiO₃），是迄今為止負(fù)熱膨脹系數(shù)最高的材料，同時報(bào)告還指出該種材料對負(fù)熱膨脹可控。
     

Bi_1–xLn_xNiO₃  是以鉍鎳氧化物（BiNiO₃）為研究起點(diǎn)。2002年東正樹教授的研究小組將BiNiO₃在約3.5GPa（千兆帕斯卡）的壓力下從絕緣體中將金屬轉(zhuǎn)移出來的過程中，發(fā)現(xiàn)伴隨此過程該物質(zhì)體積有2.5%的收縮。并且此前英國約克大學(xué)盧瑟福阿爾普頓研究所的高壓脈沖中子衍射的運(yùn)用過程中，也明確了與鎳氧結(jié)合收縮相比，鉍與鎳之間的電荷移動比鎳單獨(dú)的價數(shù)要大。

2011年，發(fā)表了用鑭替換一部分的鉍將會使Bi1–xLnxNiO3在溫度引起的電荷移動所導(dǎo)致更為巨大的負(fù)熱膨脹。室溫約100℃的時候，錳氮化合物會有3倍大小的負(fù)熱膨脹（圖a）。而這一次岡研吾特助教用其他材料諸如釹（Nd），銪（Eu），鏑（Dy）等元素來替換鑭，于是在-30至130℃的溫度帶之間，與塑料類材料的熱膨脹能夠相媲美的絕對負(fù)熱膨脹材料產(chǎn)生了（圖b，c）。

現(xiàn)在的課題是，在6GPa以及1000℃的高溫高壓調(diào)價下，進(jìn)行加熱或冷卻時消滅誤差。目前岡研吾特助教表示“雖然目前通過控制，使誤差值變小已經(jīng)成功，但即便如此仍需繼續(xù)解決該材料在實(shí)用中會可能遇到的問題�，F(xiàn)在我們正在尋找能夠在第一階段負(fù)熱膨脹體積完美不發(fā)生變化的同時，連續(xù)進(jìn)行第二次（溫度）轉(zhuǎn)變同樣不發(fā)生體積變化的辦法。

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