寧大一教授在物理學頂級期刊Physical Review Letters 上發(fā)表論文

　　近日，寧波大學崔田教授、吉林大學段德芳教授與劍橋大學Chris J. Pickard教授薩斯克徹溫大學姚延蓀教授、加州大學伯克利分校Vladimir Z. Kresin教授等人合作，進一步發(fā)展了“化學預壓縮”理論，在高壓超導氫化物的理論研究方面又取得突破性進展，相關研究結果發(fā)表在物理學頂級期刊Physical Review Letters上，并被選為編輯推薦文章（“Editor’s Suggestion”）。

　　該研究進一步發(fā)展了“化學預壓縮”理論，提出了“預壓縮”氫合金骨架理論，即用較大半徑的金屬元素化學預壓縮輕質元素（Be，B元素等等）的二元富氫體系使之進入氫合金相，進一步降低合成壓力，氫合金骨架呈現連通的三維結構，具備高溫超導電性。比起“化學預壓縮”純氫體系使之進入金屬氫相，氫合金骨架的低壓穩(wěn)定性顯著優(yōu)異于金屬氫骨架。基于這個思想，他們設計了一系列AXH8(A = Sc, Ca, Y, Sr, La, Ba和X = Be, B, Al)型氫基高溫超導體(>150K)，具有類螢石結構的氫合金骨架，兼具低壓穩(wěn)定性和高溫超導電性。其中性質最優(yōu)異的立方LaBeH8在98 GPa熱力學穩(wěn)定，20 GPa動力學穩(wěn)定，185 K進入超導態(tài)。與之前發(fā)現的超氫化物相比，動力學穩(wěn)定壓力降低了一個數量級，有被大腔體壓機合成的潛力。該研究提出了進一步降低氫基超導體穩(wěn)定壓強的理論，在理解氫基高溫超導體的低壓穩(wěn)定性方面取得標志性進展，同時向常壓下實現室溫超導邁出了重要的一步。

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　　壓力是誘導材料金屬化的有效手段，隨著壓力增大，載流子濃度變高，能帶展寬變大，最終會實現金屬化。早在1935年，理論工作者就預測絕緣的分子氫在高壓下會轉變?yōu)榻饘俚脑託?，即金屬氫，它是潛在的高溫超導體甚至是室溫超導體。人們一直嘗試合成金屬氫，但是迄今為止，在實驗室產生的495萬大氣壓下（已經超過地球的內核壓力），依然沒有獲得金屬氫的確實證據，可能需要更高的壓力。2004年N. W. Ashcroft提出“化學預壓縮“理論，即在氫分子體系中摻入其它元素，使系統(tǒng)的電子結構在費米面附近出現氫的電子主導的交疊能帶，來迫使系統(tǒng)進入一個金屬相。同純粹的高壓相比，這種“化學預壓縮”方法可使氫的金屬相在較低壓力下穩(wěn)定。