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美丽的铁磁流体。在磁场的作用下，铁溶解在液体中。(图片提供:LuYago / shutterstock.com)
复合氧化物是在所有金属氧化物上显示出一些最有前景的性质的金属氧化物的分支。虽然每个结构不同，但总是存在由复杂的氧化物呈现的某些性质，但它们确实不同于材料到材料。在本文中，我们看看复杂的氧化物是什么，以及这些材料表现出的共同性质。亚博网站下载
什么是复杂的氧化物
许多人都熟悉金属氧化物，但在这一一般类别中有一个特殊的类别，称为复合氧化物。金属氧化物，作为一般的一类，是含有氧和金属离子的无机材料，通常是晶体和具有固态晶格。亚博网站下载有两个例子表明金属氧化物可以被归类为复合氧化物。第一个是当材料中含有氧和至少两种不同的金属元素时，第二个是当材料中含有氧和一种金属元素时，这种金属元素在晶格中处于两种或两种以上的氧化态。
存在许多与复合氧化物材料相关的不同性质，包括铁磁性，铁电性，压电和高温超导性。亚博网站下载但是这些性质不限于仅仅是复杂的氧化物，但至少一个由所有复合氧化物材料呈现。亚博网站下载通常表现出这些性质，因为D和F轨道内的电子牢固地相关，这意味着每个电子对相邻电子的各个影响。这种电子布置使材料成为离子和自由电子材料之间的混合电子结构。亚博网站下载
通过定义复合氧化物的定义给出，有大量的材料落入该类别，从基于铁基铁磁材料到超导镧钡铜氧化物（LBCOS），镧锶锰矿氧化物（LSMOS），Wurtzit亚博网站下载e材料和Perovskites，命名几个。近年来已经看到这些材料从无机化学中观察到的常规金属氧化物亚博网站下载，现在包括含有多法的材料，即它们表现出铁磁和铁电性能，以及1D铁电纳米结构。
鉴于存在许多不同类型的复合氧化物，所有这些复合氧化物都表现出不同的性质，这取决于结构组成和布置，我们将专注于全类复合氧化物，而不是单独的材料表现出的一般性。亚博网站下载
铁磁性
铁磁性是铁基复合氧化物中常见的特性，但也存在于其他过渡金属氧化物中。铁磁性是材料成为永磁体的机制。亚博网站下载电子的一个基本原理是，它们有一个磁偶极矩，可以产生一个小磁场并排列。具有铁磁性的复合氧化物在原子水平上也表现出长程有序，当存在外加磁场时，这会导致未配对的电子自旋平行排列，这反过来又会导致材料具有内部磁化。
铁电性
铁电是用介电（绝缘）复合氧化物看到的性质，并且当材料表现出自发的电极时。这是由晶格内的正极和负电荷的分离引起导致材料的一侧具有正电荷的一侧，而另一侧变得带负电。就像在铁磁素中一样，晶格内有小的局部偶极子，但偶极子的正面和消极方面略微分开。因此，当将电场施加到材料时，偶极线的不同电荷向簇状物成簇，其在整个复合氧化物中产生电荷的分离并导致临时极化。
压电
压电性是复杂氧化物变形和产生电流的能力。这是许多固态结晶材料的常见性，并且存在复杂氧化物落入该类别的情况。亚博网站下载这些材料产生压电电流，因为晶格在施加应力下的原子水平处变形。亚博网站下载这使得晶格内的离子从格子内的正常位置移动，而这反过来又会导致充电变得更加靠近。这然后改变晶格内的电荷平衡，并且类似的电荷在材料的任一端聚集，该电荷产生外部电场和通过材料的电压。
高温超导
超导是一种在复杂氧化物中发生的现象，并且由具有精确等于零的电阻的材料分类。这还意味着超导材料可以在没有施加的电压的情况下保持电流 - 这可以持续亚博网站下载多年而不会发生降解。超导性也带来了其他效果，例如Meissner效应，即磁场从材料喷射 - 并且这使得磁性材料浮出在超导材料上方。亚博网站下载可以在许多材料中找到超导性，但通常，它们必须冷却到几乎绝对的零点。亚博网站下载许多复杂的氧化物被归类为高温超导体，这是在77K以上的温度下实现超导效果。
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