2022年11月16日下午，材料学院材创“0-1”青年学术论坛邀请清华大学材料学院董岩皓教授材在公字楼328为学院师生作了 “氧化还原反应加快的氧化物陶瓷慢离子动力学”为主题的精彩报告。周重见教授主持了报告会。董岩皓担任清华大学材料学院助理教授，博士生导师，研究方向为结构陶瓷和能源陶瓷材料。2012年本科毕业于清华大学材料科学与工程系。2012至2017年，在美国宾夕法尼亚大学学习，获材料学硕士、应用力学硕士和材料学博士学位，从事陶瓷材料烧结、扩散、微结构演化等基础理论的研究。2017至2022年，在美国麻省理工学院从事博士后研究，从事交叉学科材料设计、制备、微结构、衰减机理的研究。曾获得美国陶瓷学会颁发的Early Discovery Award、Edward C. Henry Award和优秀博士生论文奖，Acta Materialia期刊ActStudent Award，宾夕法尼亚大学Sidney J. Stein Prize等一系列荣誉。以通讯作者、第一作者身份在NatureNat. Energy、Acta Mater.、J. Am. Ceram. Soc.等学术期刊发表论文30余篇。

报告会开始，周重见对本次报告主题及主讲人进行了简要介绍，随后由董岩皓开始主题为“Slow Ion Diffusion in Oxide Ceramics：Electronic Origin of Redox Enhancement”的讲座。首先，董岩皓教授从固体电子学、离子学和和陶瓷材料大致研究内容切入，直接地提出讲座的核心：陶瓷材料的慢离子动力学。通过列举（1）CeO₂添加Gd，Ce⁴⁺在H₂气氛下还原为Ce³⁺，其晶体长大速度400倍（2）ZrO₂在H₂气氛下晶体长大速度变换不明显，而在电环境下阴极晶体生长速度增快，阳极减慢，大小晶粒之间有明显界面，形成PN结（2）H₂气氛下热处理，Ce掺杂ZrO₂晶体尺寸变大，第二相颗粒没有很好的钉扎晶界，而在空气中热处理出现晶粒细化。三个例子，总结了ZrO₂ 、CeO₂、CaTiO₃钙钛矿结构高价态阳离子是决定传质过程和显微结构氧化的慢离子，提出相应还原低价态阳离子其传质过程明显高于高价态的问题，并以此展开研究。接下来，通过三价Y离子类比四价Zr离子，提出离子d轨道电子差异对传质影响。进一步通过缺陷浓度理论、能垒计算等理论，提出低价态离子d轨道存在电子，局部原子配位环境变化影响能级变换，同时Jahn-Teller效应降低体系能量保持电子结构稳定的解释。同时将类似研究应用于CaTiO₃钙钛矿结构材料进行研究。最后，董岩皓总结（1）还原额外电子和氧化空穴激活Jahn-Teller效应和电子弛豫过程对慢离子动力学有很大影响。（2）提出半导体材料、陶瓷材料耦合的概念（3）离子半径对马鞍点结构没有影响。

董岩皓在结束报告后，同提问老师进行亲切的探讨和交流。本次讲座为参会师生开展陶瓷材料研究提供了新想法和新思路。

供稿：叶昊林

审核：苏海军，蔡利剑