近日，我院梁二军教授、贾瑜教授研究团队在相变温度线性标度律研究方面取得新进展，提出了“平均有效电负性”的概念，建立了A₂M₃O₁₂基化合物相变温度的线性标度定律，实现了定量预测相变温度。该工作被认为对负热膨胀领域中的相变温度设计提供了一种新方案，相关成果以“A Linear Scaling Law for Predicting Phase Transition Temperature via Averaged Effective Electronegativity Derived from A₂M₃O₁₂-based Compounds”为题发表于国际知名期刊《Materials Horizons》（影响因子：13.266）。郑州大学为第一单位，物理学院博士研究生袁焕丽和王春艳为共同第一作者，梁二军教授和贾瑜教授为共同通讯作者。

许多材料体系发生相变，并伴随独特的物理性质，如铁磁性、铁电性、铁弹性有序性和负热膨胀，这些是凝聚态物理的主要课题。A₂M₃O₁₂基化合物显示铁弹性相变，化学结构灵活，在固体电解质、锂离子电池、气体传感器、发光二极管等方面具有重要的应用。但是其负热膨胀性质和随温度升高而增强的光致发光特性只出现在高温正交相。高的相变温度显然是这些材料应用的一个障碍，这一问题并不局限于A₂M₃O₁₂基化合物，同样也存在于其它类型的负膨胀材料。由于缺乏定量预测相变温度的方法，将现有化合物的相变温度调整到所需的温度或设计出具有所需相变温度的新化合物仍然依赖于详尽的实验尝试。

研究团队提出了平均有效电负性的概念，给出了A₂M₃O₁₂基化合物的相变温度与平均有效电负性之间的线性关系。线性标度律适用于所有现有的A₂M₃O₁₂基化合物，它还可以进一步推广到其它框架结构的负膨胀化合物。并进行了第一性原理计算，揭示了相变温度、平均有效电负性和氧上有效电荷的线性关系以及对应的物理机制。此外，研究团队利用该线性标度律设计了一系列新型负膨胀化合物，它们的相变温度实验值和预测值一致。

文章链接：https://doi.org/10.1039/D1MH00812A