合肥研究院等成功合成硒的新型氫化物

中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院固體物理研究所極端環(huán)境量子中心Alexander F. Goncharov研究團隊與意大利國家光學(xué)研究所高壓化學(xué)專家Federico Aiace Gorelli合作，成功合成了硒的新型氫化物。該氫化物是一種潛在的高溫超導(dǎo)體，對超導(dǎo)電性的研究具有重要意義。這一研究成果在線發(fā)表在《物理評論B》上[Phys. Rev. B 97, 064107 (2018)]。

近期凝聚態(tài)物理領(lǐng)域的重要事件是在203 K發(fā)現(xiàn)了硫氫體系具有超導(dǎo)電性；硒作為硫同一主族元素，硒氫體系的研究也引起了廣泛關(guān)注。此前，有兩個研究團隊通過第一性原理和密度泛函理論預(yù)測出硒氫體系也存在幾種高溫超導(dǎo)體，但是這幾種材料在自然界中并不存在，因此合成出這幾種硒氫材料是研究硒氫體系超導(dǎo)電性的先決條件。

固體所研究團隊利用金剛石對頂砧高壓技術(shù)，通過外施壓力改變分子間相互作用，并結(jié)合激光加熱技術(shù)誘導(dǎo)壓腔內(nèi)硒和氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，成功合成硒的新型氫化物。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力超過5 GPa，高壓腔內(nèi)的硒-氫氣的拉曼光譜呈現(xiàn)出新的Se-H和H-H振動模式，且其震動模式隨壓力變化。高壓同步輻射X射線衍射分析表明這種新的氫化物為理論預(yù)測中具有Cccm空間群的H3Se。該氫化物在低溫下可以穩(wěn)定到至少40 GPa，并在23 GPa出現(xiàn)疑似的金屬化現(xiàn)象。而且，H3Se在高壓下的行為與Cccm H3S相似，但合成的壓力遠低于后者。結(jié)合理論預(yù)測，硒氫體系很有可能會在較低壓力下實現(xiàn)超導(dǎo)轉(zhuǎn)變；H3Se的合成對于研究硒氫體系的超導(dǎo)電性具有重要意義。