2010年1月26日
物理学家们一直想知道氢,宇宙中最丰富的元素,可以转换成一个金属甚至超导体——难以捉摸的国家,电子可以流无阻力。他们推测,在一定的压力和温度条件下氢可以被压缩成一个金属甚至超导体,但实验证明它是困难的。
高压研究人员,包括卡耐基的Ho-kwang (Dave)毛,现在建模三个hydrogen-dense金属合金,发现有压力和温度趋势与超导状态——带来了巨额的理解如何利用这丰富的材料。这项研究发表在2010年1月25日,早,在线版的《美国国家科学院院刊》上。欧洲杯线上买球
所有已知的材料必须冷欧洲杯足球竞彩却低于很低,所谓,成为超导转变温度,使他们不切实际的广泛应用。科学家们发现,除了化学操作提高转变温度,高压引起的超导也可以。理论建模是非常有用的定义特征和压力,会导致高温过渡。在这项研究中,科学家们从第一原理建模的基本性质——行为的研究在原子水平的三个金属氢化物在特定温度、压力和组成情况。金属氢化物氢化合物中金属结合大量的晶格结构。化合物钪trihydride(原理图3)、钇trihydride (YH3)和trihydride镧(啦3)。
“我们发现超导设置在压力之间大约100000到200000次海平面气压(10到20 GPa),这是一个数量级低于压力相关的化合物,结合4个氢而不是三个,”毛说,卡内基的地球物理实验室。镧trihydride稳定在大约100000个大气压的转变温度- 423°F (20 K),而其他两个稳定在大约200000个大气压和温度的-427°F (18 K)和-387°F (40 K)原理图3和决断力3分别。
研究人员还发现,两个化合物,3和决断力3,彼此有更多的类似的振动能量分布原理图3在超导阈值和转变温度最高的时候,一个结构转变发生在所有三个。这个结果表明,超导状态来自于电子的相互作用通过晶格振动能量。在压力高于350000个大气压(35 GPa)超导消失了,这三个化合物成为正常的金属。在trihydride钇,超导状态出现约为500000个大气压,而不是别人。科学家们认为,影响其质量不同。
“事实上,模型预测独特趋势相关的行为这三个化合物在相同的温度和压力是非常令人兴奋的领域,”毛说。“这项研究之前,焦点已经与4个氢化合物。超导是诱导trihydrides的较低的压力使他们工作更有前途的材料。欧洲杯足球竞彩温度和压力范围很容易实现在实验室里,我们希望看到的一系列实验来证实这些结果。”The team at Carnegie has embarked on their own experiments on this class of trihydrides to test these models.