《極端條件下元素液體（Se和I2）的結構和性質研究》是依託中國工程物理研究院流體物理研究所，由柳雷擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：極端條件下元素液體(Se和I2)的結構和性質研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：柳雷
- 依託單位：中國工程物理研究院流體物理研究所
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
極端條件（高溫高壓）下物質的結構和性質是凝聚態物理、材料科學和地球科學等學科關注的重要課題。因此，眾多研究者對晶體材料在極端條件下的結構相變和物性進行了廣泛而深入的研究。與晶體材料相比，液體由於長程周期性的缺失，基於晶體平移周期性的方法與理論對液體不再適用，這使得液體的結構和物性研究變得困難重重。至今尚未建立液體普適的結構模型和理論框架。而對液體的認識是認識凝聚態物質的重要組成部分，也是人類認識地球內部物質和能量輸運過程的知識基礎。本項目以液體Se和I2為研究對象，通過X射線衍射/散射技術來研究其結構隨溫度和壓力的變化。同時，對結構變化過程中液體Se和I2的密度、粘度和聲速等性質進行系統測量。試圖弄清基本元素液體在高溫高壓條件下的結構如何演變？以及液體Se和I2性質突變與結構相變之間有何關係？為液體結構模型及相變理論的研究提供重要的實驗數據。
結題摘要
長程周期性的缺失使得液體結構及相變的研究較之晶體而言顯得極其困難。極端條件下（高溫高壓）液體結構和物性的研究對凝聚態物理和地球科學而言具有重要的基礎性意義。本項目綜合利用基於同步輻射的X射線散射技術，X射線成像技術，X射線吸收掃描技術和超聲測量技術對元素液體（Se，I2和S）在高溫高壓條件下的結構和物性進行了較系統的研究。通過對S和Se液體結構和物性的系統對比研究，發現了聚合態液體在相變過程中結構和物性之間可能存在的普適關係。利用X射線散射技術測量了液態Se的結構隨壓力和溫度的變化。發現在低溫低壓條件下液態Se具有鏈狀結構。而在高溫高壓條件下，液態Se形成了三維的網狀結構。利用超聲測量技術，確認了液態I2在高溫高壓條件下存在兩個液體-液體相變。同時，發展了適用於高壓下無定形態和液體材料密度測量的實驗方法。該研究加深了對極端條件下液體結構相變的認識，為液體結構模型及相變理論的研究提供重要的實驗數據。
