检索结果-内蒙古大学图书馆

高压物理学报 2024年第4期38卷 2-12页

作者：翟航杨锦坭王建云李全吉林大学物理学院物质模拟方法与软件教育部重点实验室吉林长春130012

氮是地球大气的主要成分,体积分数约为78%。在常温常压下,氮以三键的形式(N≡N)结合为稳定的双原子分子。然而,在极端高压的作用下,氮气可以解离成含有双键(N=N)甚至单键(N―N)的固体聚合氮结构。由于N≡N与N=N、N―N之间存在巨大的能... 详细信息

氮是地球大气的主要成分,体积分数约为78%。在常温常压下,氮以三键的形式(N≡N)结合为稳定的双原子分子。然而,在极端高压的作用下,氮气可以解离成含有双键(N=N)甚至单键(N―N)的固体聚合氮结构。由于N≡N与N=N、N―N之间存在巨大的能量差异,其转变过程中伴随着巨大的能量释放,因此,聚合氮是备受关注的高能量密度物质。然而,单质聚合氮必须在高于百万大气压(100 GPa)的环境下才能实现实验制备,苛刻的合成条件极大地限制了其发展及应用。研究发现,金属元素的引入可降低反应势垒,提供化学压力,有效降低聚合氮的合成压强,并形成丰富多样的聚合氮构型。为此,本文重点介绍了高压下主族金属氮化物的结构和含能特性研究进展,讨论了金属富氮化合物在高压下稳定的物理机制,并对未来新型富氮化合物的设计和制备方向提出展望。

关键词：高压富氮化合物高能量密度材料聚合氮

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固体氢在极端压强下的超导性能

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高压物理学报 2024年第2期38卷 50-58页

作者：杜昱孙莹王彦超钟鑫吉林大学物质模拟方法与软件教育部重点实验室吉林长春130012 吉林大学物理学院吉林长春130012

氢元素在常压下具有最简单的晶体结构和物理性质。随着压强增加,氢单质发生相变,由绝缘体转变为金属,被称为金属氢。数值模拟表明,金属氢具有高温超导电性,因此,金属氢研究也被称为高压物理领域的“圣杯”课题。利用基于密度泛函理论的... 详细信息

氢元素在常压下具有最简单的晶体结构和物理性质。随着压强增加,氢单质发生相变,由绝缘体转变为金属,被称为金属氢。数值模拟表明,金属氢具有高温超导电性,因此,金属氢研究也被称为高压物理领域的“圣杯”课题。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,对固体氢在极端高压(0.5~5.0 TPa)下的结构和超导电性开展了系统研究。研究结果表明:固体氢的高压相变序列为I4_(1)/amd→oC12→cI16;对于同一种结构,随着压强增加,电声耦合系数减小,费米面处电子态密度减小,特征振动频率增加,超导转变温度发生小幅变化;在2.0 TPa压强下,固体氢的超导转变温度高达418 K(库伦赝势经验值μ^(*)=0.10)。研究工作将为金属氢及其超导电性的后续理论和实验研究提供参考。

关键词：金属氢超高压强高温超导相变

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高压下Y-Si-H体系晶体结构和超导性质的第一性原理研究

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高压物理学报 2024年第2期38卷 59-70页

作者：马浩陈玲蒋其雯安德成段德芳吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室物质模拟方法与软件教育部重点实验室吉林长春130012

采用第一性原理计算方法,研究了三元氢化物Y-Si-H体系在高压下的晶体结构、电子性质及超导性质,发现了热力学稳定的YSiH_(7)、YSiH_(9)、YSi_(2)H_(12)和YSiH_(18),以及热力学亚稳的YSi_(2)H_(13)、YSi_(2)H_(14)和Y_(2)SiH_(17)。电子性质计算表明,YSiH7为绝缘体,YSi_(2)H_(13)为半导体,其余氢化物均具有金属特性。通过麦克米兰方程估算超导转变温度(T_(c))发现,YSi_(2)H_(12)具有最高的T_(c),在100 GPa下为43.5 K。YSi_(2)H_(14)的动力学稳定压力可降至40 GPa,T_(c)为23.8 K,是Y-Si二元化合物中最高T_(c)的2倍,说明在Y-Si体系中引入H原子可以有效地提高超导转变温度。Y_(2)SiH_(17)在100 GPa下的T_(c)为35.8 K。谱函数和电声耦合计算结果表明,在YSi_(2)H_(14)和Y_(2)SiH_(17)中除中频振动的H原子诱导超导外,低频振动的Y原子也起着重要作用。

关键词：高压氢化物第一性原理结构预测超导电性

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非静水压强下固体分子氢的结构与电子性质演化

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高压物理学报 2023年第5期37卷 9-18页

作者：宋贤齐刘畅刘子恺王建云李全吉林大学物理学院物质模拟方法与软件教育部重点实验室吉林长春130012 吉林大学物理学院超硬材料国家重点实验室吉林长春130012

固体氢金属化所需的压强超过400 GPa,这种超高压条件给固体氢的实验制备和表征带来了极大的挑战。为此,利用第一性原理计算方法,系统研究了固体分子氢在非静水压强下的结构和物性演化。研究发现,在非静水高压条件下,固体分子氢具有良好... 详细信息

固体氢金属化所需的压强超过400 GPa,这种超高压条件给固体氢的实验制备和表征带来了极大的挑战。为此,利用第一性原理计算方法,系统研究了固体分子氢在非静水压强下的结构和物性演化。研究发现,在非静水高压条件下,固体分子氢具有良好的结构稳定性。非静水压条件将导致固体氢晶格的对称性破缺和电荷的重新分布,使固体分子氢在较低压强下(如压强低于300 GPa)转变为金属和超导体。据此提出了引入各向异性非静水压环境从而在较低压强下获得金属氢和高温超导氢的新思路。

关键词：非静水压金属氢超导体第一性原理计算

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高压下惰性元素氦化合物的研究进展

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高压物理学报 2023年第3期37卷 1-6页

作者：田艺帆刘寒雨吉林大学物质模拟方法与软件教育部重点实验室吉林长春130012 吉林大学超硬材料国家重点实验室吉林长春130012 吉林大学物理学院吉林长春130012

氦(He)是元素周期表第2号元素,也是宇宙中除氢以外含量最丰富的元素,广泛存在于恒星和气态巨行星(gas giant planets)的内部高压强(高压)极端环境中。氦因其满壳层的电子结构具有极强的化学惰性,极难与其他元素结合形成化合物。近年来,... 详细信息

氦(He)是元素周期表第2号元素,也是宇宙中除氢以外含量最丰富的元素,广泛存在于恒星和气态巨行星(gas giant planets)的内部高压强(高压)极端环境中。氦因其满壳层的电子结构具有极强的化学惰性,极难与其他元素结合形成化合物。近年来,多项研究工作表明,惰性氦在极端高压条件下具有“不简单”的物理行为,如通过计算“预言”了在高压下稳定的铁氧氦化合物FeO_(2)He和具有反常原子传播的水氦化合物He-H_(2)O等。这些研究工作不仅有助于发现新的化学成键范式,也有力推动了高压物理、地学和行星科学等相关领域的研究进展。本文重点介绍了高压下氦化合物的相关研究进展,聚焦讨论氦化合物在高压下稳定的物理机制,并对未来在高压下设计和制备新型氦化合物的相关研究进行展望。

关键词：晶体结构预测高压惰性元素氦化合物

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聚合氮和氮的化合物专题·前言

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高压物理学报 2024年第4期38卷 1-1页

作者：李全吉林大学物理学院物质模拟方法与软件教育部重点实验室

氮是地球大气的主要成分,还是生命大分子、氮肥、炸药等重要化合物中不可或缺的元素,与人类生产生活密切相关。在常温常压下,氮原子以N≡N键态结合成双原子分子气体。共价N≡N键是最强的化学键之一,其键能约为946 k J/mol,远高于N―N键... 详细信息

氮是地球大气的主要成分,还是生命大分子、氮肥、炸药等重要化合物中不可或缺的元素,与人类生产生活密切相关。在常温常压下,氮原子以N≡N键态结合成双原子分子气体。共价N≡N键是最强的化学键之一,其键能约为946 k J/mol,远高于N―N键和N=N键。巨大的键能差异预示着聚合氮和富氮化合物向氮气转变时将释放大量化学能。因此,聚合氮和富氮化合物是极具发展前景的环境友好型高能量密度材料。

关键词：高能量密度材料地球大气常温常压人类生产生活聚合氮环境友好型发展前景化合物

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