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超高压下凝聚态物质研究获重大突破

  超高压凝结物的研究已经取得重大突破

  吉林大学超硬材料国家重点实验室,马彦明教授和马克斯 - 普朗克研究所,“超高压凝聚态物质问题透视”项目,瑞士与美国苏黎世大学和芝加哥大学的科学家合作,在碱金属钠在高压下的结构相变研究方面取得突破性进展。发现具有优异导电性的金属钠在2百万大气压的绝缘体上变成“透明的”非导电的。这一成果发表在3月12日最新一期的“自然”杂志上。学术界一直认为,高压可以有效缩短材料间的原子间距,从而导致材料的价带和导带增宽,从而导致绝缘体(或半导体)价带和导带重迭,导致绝缘体变成金属;或者金属价带和导带重迭进一步增加,使得金属增强,但是马延明教授和他的合作者的这项研究发现金属钠转向在高压条件下进入不导电绝缘子,这一发现对经典的高压理论提出了挑战,为高压理论的进一步发展提供了机遇,研究发现高压绝缘子钠具有简单,晶体结构 - c轴高度压缩的双六角密堆结构,这是该结构首次出现已被发现在元素元素。同时,绝缘子中的核心钠云之间存在高度的重迭。所有作为导电的价电子由于核心的电子排斥而被“冻结”在晶格空间中,并完全失去其自由电子特性。所以钠金属不再有能力成为绝缘体。这项工作的工作表明,当原子核电子对化学键有重要影响时,在常规条件下难以观察到的新现象和新效应不能从常规化学价电子键理论中得出。
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\\ u0026>地球,行星和天体都处于压力之下,压力从零到几千万大气压,可以预言,具有相似性质的新物质可能会广泛地存在于绝缘子钠中。因此,本研究对于人类对宇宙行星和天体内部结构的认识具有重要的指导意义。

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