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    我國科學(xué)家提出制備常溫超導(dǎo)體“金屬氫”新方法

    2019-07-25 01:26:00
    有色金屬材料與工程 2019年2期
    關(guān)鍵詞:金屬化超導(dǎo)體明文

    在掌握氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)的制備方法后,如何制備“金屬氫”是科學(xué)界正努力攻關(guān)的難題。近期,山東大學(xué)趙明文教授團(tuán)隊提出利用碳納米管高機(jī)械強度的特點,在碳納米管中以相對“較低”的壓力制備與保護(hù)準(zhǔn)一維“金屬氫”,并由此發(fā)展出相應(yīng)的理論模型。這項理論成果日前被國際學(xué)術(shù)期刊《納米快報》發(fā)表。

    趙明文教授團(tuán)隊表示,由于碳納米管具有高機(jī)械強度的特點,在其內(nèi)可以形成超高密度的準(zhǔn)一維“金屬氫”。作為容器的碳納米管,不僅可以保護(hù)稍縱即逝的“金屬氫”,并能有效降低氫金屬化的臨界壓力,在相對“較低”的壓力下實現(xiàn)氫的金屬化和超導(dǎo)特性。

    科研團(tuán)隊介紹,基于量子力學(xué)第一性原理的分子動力學(xué)模擬顯示,束縛在碳納米管內(nèi)的準(zhǔn)一維氫在163.5GPa(即163.5萬倍大氣壓)下可以變?yōu)榻饘賾B(tài),其超導(dǎo)的臨界溫度也接近室溫。研究人員在埃利亞西伯超導(dǎo)理論的基礎(chǔ)上,已發(fā)展出相應(yīng)的理論模型,成功解釋了準(zhǔn)一維“金屬氫”的超導(dǎo)特性。

    物理學(xué)家尤金·維格納與希拉德·亨廷頓在1935年曾預(yù)言,“金屬氫”存在于超高壓強條件下。隨后,制備“金屬氫”成為各國科學(xué)家競相攻關(guān)的目標(biāo),甚至被稱作高壓物理學(xué)的“圣杯”。根據(jù)理論模型推算,在450萬倍大氣壓下,“金屬氫”具有接近室溫的超導(dǎo)特性。

    超高的壓力條件,卻令試驗論證步履維艱。因此,如何在相對“較低”的壓力下獲得“金屬氫”,成為目前重要的研究方向。此次,中國科學(xué)家取得的理論成果將為試驗制備和研究常溫超導(dǎo)體“金屬氫”提供新方案。

    摘自《學(xué)習(xí)強國App》

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