叶施亚，李 端，李俊生，曾 良，曹 峰

(国防科技大学空天科学学院，新型陶瓷纤维及其复合材料重点实验室，长沙 410073)

0 引 言

稀土元素共有17种元素，包含钪(Sc)、钇(Y)和镧系中的15种元素。稀土元素在元素周期表的第六周期ШB族中，这使得镧系元素的电子能级和离子半径呈现出微小连续变化而具有许多特性，包括优异的物理、化学特性及其他材料学特性，在材料体系中掺杂一定的稀土元素可以改变材料结构、提升材料性能、形成新材料体系，如稀土永磁材料、稀土催化材料、稀土储氢材料和稀土发光材料等。N和O表现出相近的化学、结构和电子特征，如极化性、电负性、配位数和离子半径等，并可以在晶体结构中的相同位置相互替代，形成氧氮化物固溶体[21]。据报道[22-27]，钙钛矿、尖晶石、焦绿石、萤石、白岩矿、磷灰矿等都是氧氮化物的典型结构类型。N比O具有更低的电负性、较高的电子极化率和较高的形式负电荷，因此相较于氧化物，氧氮化物中金属-阴离子键的共价性增加、带隙值减小、电子间斥力减小，氮离子的高电荷促进了晶体场分裂，同时能与氧化态更高的过渡族金属形成新的化合物。

由于引入了稀土元素和氮元素，钙钛矿氧氮化物材料获得了许多新的功能特性和广泛的应用前景，如Ca1-xLaxTaO2-xN1+x[28]可作为无毒的红-黄色颜料；La1-xSrxTiO2+xN1-x[29]在常温下有着很高的介电常数；EuNbO2N[17]和EuWON2[30]具有巨磁阻效应；LaTaON2[31]和RTiON2(R=Ce, Pr, Nd)[32]可用作光催化剂。

目前，在这一研究领域领先的科研机构主要有瑞士联邦材料科学与技术研究所、日本北海道大学、德国奥格斯堡大学以及法国雷恩一大。……