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合肥研究院等成功合成硒的新型氢化物

发布时间:2018-04-23来源:合肥物质科学研究院点击量:2100
中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所极端环境量子中心Alexander F. Goncharov研究团队与意大利国家光学研究所高压化学专家Federico Aiace Gorelli合作,成功合成了硒的新型氢化物。该氢化物是一种潜在的高温超导体,对超导电性的研究具有重要意义。这一研究成果在线发表在《物理评论B》上 (Phys. Rev. B 97, 064107 (2018))。

  近期凝聚态物理领域的重要事件是在203 K发现了硫氢体系具有超导电性;硒作为硫同一主族元素,硒氢体系的研究也引起了广泛关注。此前,有两个研究团队通过第一性原理和密度泛函理论预测出硒氢体系也存在几种高温超导体,但是这几种材料在自然界中并不存在,因此合成出这几种硒氢材料是研究硒氢体系超导电性的先决条件。


  硒氢化合物在显微镜下的形貌:(a) 固态硒化氢(H2Se);(b) Cccm H3Se晶体;(c) H3Se晶体变不透明,疑似金属化。

  固体所研究团队利用金刚石对顶砧高压蓝冠在线欧亿集,通过外施压力改变分子间相互作用,并结合激光加热蓝冠在线欧亿集诱导压腔内硒和氢发生化学反应,成功合成硒的新型氢化物。研究发现,当压力超过5 GPa,高压腔内的硒-氢气的拉曼光谱呈现出新的Se-H和H-H振动模式,且其震动模式随压力变化。高压同步辐射X射线衍射分析表明这种新的氢化物为理论预测中具有Cccm空间群的H3Se。该氢化物在低温下可以稳定到至少40 GPa,并在23 GPa出现疑似的金属化现象。而且,H3Se在高压下的行为与Cccm H3S相似,但合成的压力远低于后者。结合理论预测,硒氢体系很有可能会在较低压力下实现超导转变;H3Se的合成对于研究硒氢体系的超导电性具有重要意义。

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