《高壓下金屬-甲烷化合物的結構及其超導電性的理論探索》是依託吉林大學，由田夫波擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高壓下金屬-甲烷化合物的結構及其超導電性的理論探索
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：田夫波
- 依託單位：吉林大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
實驗和理論均證實一些富氫材料在高壓下具有較高的超導轉變溫度。第IVA族元素氫化物是典型的富氫材料，在常壓下是非金屬。現有的研究表明(1)矽烷、鍺烷和錫烷在高壓下均出現壓致金屬化，並且具有較高的超導轉變溫度；(2)甲烷在高壓下非但沒有出現壓致金屬化現象，卻發生了分解。作為自然界分布廣泛、最簡單的第VIA族元素氫化物，甲烷的高壓金屬性及超導電性的研究十分重要。如何使甲烷在高壓下能穩定存在是深入研究的關鍵所在。本課題擬採用第一性原理計算方法結合結構搜尋技術，通過引入典型的金屬（如鹼金屬、鹼土金屬、鐵、鋅等）原子，尋找甲烷與金屬在高壓下能穩定存在的化合物。在金屬原子的化學預壓和外界壓力的共同作用下，金屬-甲烷化合物有望在較低的壓力下出現金屬化。我們希望從這些富含甲烷的化合物中找到新型穩定的高溫超導材料，為實驗研究提供新思路。
結題摘要
項目組系統研究了甲烷（CH4）與金屬原子（Li、Mg、Ca、Zn）、（惰性）氣體（He、Ne和H2）等形成甲烷化合物的高壓結構及性質，同時進行了CH4-H2、NH4Br、H2S-H2和AlH3-H2等相關體系、金屬氫化物（ErH3、HoH3、VH2和NbH2）、金屬氮、以及MgO-ZnO合金結構相圖等方面的研究。結果表明：甲烷（CH4）與金屬原子反應，C-H鍵會被破壞，這和前人的研究結果是吻合的；而在CH4-H2、CH4-He、CH4-Ne等化合物中仍然保持CH4分子形式，在我們研究的壓力範圍內，這些化合物均為絕緣相。 本項目對理解甲烷與金屬、氣體的反應產物等方面有著重要的意義，為解決甲烷的存儲問題提供重要的數據。
