《高壓下新型富氫鹼土金屬氫化物的結構與性質》是依託吉林大學，由王暉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高壓下新型富氫鹼土金屬氫化物的結構與性質
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王暉
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
研究表明，富氫金屬氫化物LiHn（n=2-8）可能在高壓下形成穩定的類分子氫金屬晶體，並可能具有超導電性。為此，富氫金屬氫化物成為高壓研究的熱點。項目組通過對CaH6的初步研究發現，新型富氫鹼土金屬氫化物MH2n（M=Ca, Sr, Ba；n=2-6）卻可能在高壓下形成奇異的類原子氫金屬晶體，該體系的高壓研究有望獲得原始創新。本項目擬採用基於粒子群最佳化算法的晶體結構預測技術，結合第一性原理計算，系統探索新型富氫鹼土金屬氫化物MH2n在不同壓力區間的晶體結構，構築高壓相圖，獲得類原子氫金屬相的穩定區間，並研究其電子、晶格動力學與電子－聲子相互作用性質。通過求解超導能隙方程，合理判斷類原子氫高壓相具有超導電性的可能性，揭示該結構類型與超導電性具有何種定性或定量的關聯，為獲得具有類原子氫結構的新型富氫超導體提供理論支撐。
結題摘要
2004年美國物理學家N. Ashcroft教授提出“富氫金屬合金是潛在的高溫超導體”這一著名假說。此後，富氫金屬氫化物的結構與超導電性成為高壓科學的研究熱點。本項目中我們利用課題組發展的CALYPSO方法結合第一性原理方法研究了幾種典型的富氫化合物，獲得了如下創新成果：（1）構築了Ca-H體系的高壓相圖，預言CaH6在150-300萬大氣壓時成為體系的最穩相,指出CaH6布里淵區中心Г點簡併能級上電子的未滿占據態可能誘發動態Jahn–Teller效應進而導致強電子-聲子耦合和高超導電性，並基於BCS理論預測CaH6的超導轉變溫度在150萬大氣壓時達到220開爾文，超過之前報導的所有氫化物。（2）研究了BeH2的高壓相變序列，預言202萬大氣壓時BeH2通過R-3m到Cmcm的壓致相變實現金屬化，並基於BCS理論預測BeH2的超導轉變溫度在250萬大氣壓時達到38開爾文。（3）構築了Cl-H體系的高壓相圖，預言H5Cl可以在60萬大氣壓下被合成，該結構包含奇異的H3+分子離子，這是H3+分子離子首次在化合物中被預言可以穩定存在。本項目的研究成果為在現有實驗條件下驗證Ashcroft的假說指出了適宜的實驗材料。
