金属氙的首次观测

美国康乃尔大学鲁奥夫(A.L.Ruoff)教授所领导的高压实验室,为了开展金属氢和金属NH_4等的研究,近几年来,进行了大量的实验和高压技术的探索研究. 1978年,鲁奥夫和奈尔逊(D.A.Nelson)第一次观测到了固体氙转变成金属氙. 他们采用的高压装置是对顶压砧型容器.上压砧是具有半径为R的球面顶尖的金刚石(与硬度计的金刚石压头的形状相似),R=39和100微米,下压砧为金刚石平面压砧.实验时,整个装置放在一个真空室里,用液氦进行冷却,使压     

高压诱导拓扑绝缘体Bi2Te3超导性研究取得进展

最近，中科院物理所赵忠贤、孙力玲、周兴江等合作，利用自主研制的先进的低温一高压一磁场综合测量系统对拓扑绝缘体Bi加，单晶进行了系统研究。通过高压原位磁阻和交流磁化率的双重测量．研究了压力诱导的拓扑绝缘体至超导体的转变。并通过高压实时霍尔系数的测量，给出了压力下超导临界温度与载流子浓度及类型转变之间的定量关系。     

高压下同步频射EDXD实验系统的建立

在极高压下原子间距被压缩,原子间相互作用发生变化,以至引起电子能级变化.这会导致物质的物理性质和化学性质发生改变.高压研究能深化对物质的认识,并能发现新效应和新物质.尤其是当今材料科学跨进以物理思想设计新材料的时代,高压研究更具有独到之处.高压X射线衍射实验是研究状态方程和相变最直接有效的方法之一.自从50年代末期,Jamieson首先采用金刚石压砧装置(DAC)在高压下进行X射线衍射研究以来,这方面     

TiH_2和ZrH_2在高压下的状态方程与电学性质

氢化物是一个非常广阔的领域.人们对它们在常压下的性质已进行了大量的研究,而且氢化物在科学研究和工业生产中已有了广泛的应用.然而,对它们在高压下的性质还研究得相当少.近一些年来,研究氢化物在高压下的性质以及金属化相变已引起了人们很大的兴趣.Straaten等曾研究了HI在高压下的性质,发现它在42.5—51GPa下发生了由绝缘体变成金属的转变.我们过去曾对LiH和AIH_3在高压下的性质进行过一些实验研究.在本工作中,我们研究了TiH_2和ZrH_2在高压下的P-V关系以及电学性质的变化,得到一些有趣的结果.这些结果在国外还未见发表过.     

类钙钛矿化合物(Ca/Sr)_2CuO_2Cl_2高压结构稳定性和电性质

利用金刚石压砧技术在0~31GPa的压力范围内研究了常温下K2NiF4型结构的(Ca/Sr)2CuO2Cl2化合物的结构稳定性和电性质.结果表明,(Ca/Sr)2CuO2Cl2化合物的晶格结构在高压下是稳定的,并且具有较大的各相异性压缩,得到了(Ca/Sr)2CuO2Cl2化合物的状态方程和体弹模量.电学性质测量表明,高压下Sr2CuO2Cl2样品可能有电子结构相变发生.     

高温超导体母体相CaCuO2无限层结构的高压同步辐射结构研究

采用金刚石压砧高压装置(DAC), 对高压合成的高温超导体母体相CaCuO2无限层结构的多晶粉末样品, 进行了高压能散X射线衍射实验. 实验结果首次表明, 在0~30 GPa压力范围内, 无限层结构的CaCuO2的晶体结构保持稳定, 没有发生相变; 根据压力和体积压缩率数据, 用Birch-Murnaghan状态方程拟合, 得到压力导数B0′= 4时, 零压体弹模量B0 = 181.4±9.4 GPa.     

高压下立方Laves相金属间化合物DyFe_2的Mssbauer谱研究

一、引言 目前,高压应用于研究凝聚态材料的特性已成为探索材料中新的状态以及深入理解与高压有关的物理机制的强有力工具。高压Mssbauer谱学技术可以用来研究超精细相互作用、磁有序、点阵动力学和某些类型的相变机理等加压下固体中原子的局域特性。我们所建立的高压装置其砧头材料为B_4C,最高压力可达8.0 GPa,可用于不同Mssbauer同位素如~(57)Fe,     

高温高压容器中间接加热引起的炉内温度分布

在高温高压研究中,为了获得高温,一般,在高压腔内使用管式炉体,通过一对压砧引入电流,从而,在高压腔内部造成局部高温。如果,电流通过工作物质而发热,这样产生高温的加热方式,我们称之为直接加热;而电流只通过导电的管式炉壁,利用炉壁在大电流作用下发热产生的高温,我们称之为间接加热。实际上,任何直接加热都可以看作是无穷多个间接加热方式的组合。本文只讨论间接加热。     

新型半导体材料磷化铟单晶研制成功

中国科学院上海冶金研究所最近研制成一种新型的化合物半导体材料——磷化铟(InP)单晶.InP是一种直接跃迁型半导体,有较高的电流峰谷比和较大的热导,它比硅和砷化镓等常用半导体有更为优越的性能,可以在更高的频率及更高的温度下工作.在微波及光电器件领域中是一种极有希望的新材料. 早在五十年代,就开始了InP材料的研究,但由于它在熔点附近有较高的离解压(1062℃,27.5atm),给晶体生长带来了很大的困难.高压单晶炉的出现,使InP晶体生长的研究得到了迅速的发展. 我所以高压水平梯度冷凝法合成的InP多晶为原料,在自行设计、加工的GYL-1型高压单晶炉中,用液封法生长了InP单晶.在InP生长中出现孪晶是一个较难克服的问题,至今国外尚未完全解决.我所通过合理调整热场,维持合适的温度梯度,严格控制原料的化学配比;选择适当的拉速及转速,以得到一个平的或微凸的固液界面,从而排除生成孪晶的可能性.     

反平面冲击下压电介质的裂纹尖端场

压电介质在静态机械或电载荷作用下的断裂研究已积累了丰富的成果.然而实际功能结构往往是在动载作用下破坏的,因此关于压电介质的断裂动力学研究有着迫切的要求.Nor-ris给出了各向异性压电介质的动态格林函数.Khutoryansky等人提出了压电介质的动力学表示公式和基本解.与以往工作不同的是,本文研究在反平面冲击下的压电介质的动态断裂行为,给出了问题的封闭解.不计时间效应时,即t趋于无穷大,本文结果将退化为静态解.     

量子反常霍尔效应研究进展

量子反常霍尔效应是一种不需要外加磁场的量子霍尔效应.它不但为手征量子霍尔态的理解和应用提供了一个理想的研究平台,还可以用于构建多种新奇拓扑量子物态.本文回顾了近年来量子反常霍尔效应实验方面的研究进展,包括对磁性掺杂拓扑绝缘体中量子反常霍尔效应相关机理的深入研究、基于量子反常霍尔绝缘体的各种异质结构的制备及性质研究,以及可能具有更高工作温度的量子反常霍尔效应材料体系的探索等.这些研究进展对量子反常霍尔效应的未来发展方向和凝聚态物理的发展具有重要的启示作用.     

在什么情况下金属能成为绝缘体

金属在什么情况下能成为绝缘体呢?联邦德国的物理学家们在研究了铟金属微小粒子时提出了这一问题。他们取出极微小的铟粒子,对金属的导电性能进行了测量。众所周知,金属的一个最重要的特征就是具有很高的导电性(由于在晶格里存在着自由电子)。但测量结果表明,如果铟粒子的直径小于0.1微米,它就可变为绝缘体。     

基于CALYPSO方法的新型高能量密度材料设计

高能量密度材料的研究由于其重大的研究意义和广泛的实际应用价值受到越来越广泛的关注.在众多含能材料家族中,聚合氮因其生成物为清洁无污染的氮,作为一种环境友好型的清洁能源材料,成为含能材料领域研究的热点.研究者从不同的角度出发,结合CALYPSO结构搜索技术通过第一性原理模拟对纯氮、碱金属叠氮化合物MN3(M=Li,Na,K,Rb,Cs)的高压行为进行了研究,期望得到结构稳定的聚合氮,并降低合成压强.本文在课题组前期研究的基础上,结合其他学者的研究内容,细致总结了以纯氮和碱金属叠氮化合物为前驱物,高压压致聚合氮过程中的相变及伴随相变发生的物理、化学性质的变化.     

低维磁性拓扑绝缘体与拓扑半金属

磁性与拓扑性之间复杂的相互作用引起了越来越多的关注.磁性拓扑材料展示了多种新奇的物理效应,有望应用于未来低功耗高速自旋电子学器件.本文从量子霍尔效应出发,回顾了磁性拓扑材料,包括陈绝缘体、反铁磁拓扑绝缘体、磁性外尔半金属及其他磁性拓扑态等在理论与实验上的进展,并详细介绍了我们课题组最近几年在磁性拓扑材料方面的理论工作.这些工作不仅增进了对磁性拓扑态分类的理解,也提供了实验上可能实现的材料体系.     

共边铜氧链化合物Ca0.85CuO2高压下的结构相变

类钙钛矿结构化合物Ca_0.85CuO₂具有很奇特的结构特点: 它既含一维的共边铜氧链, 又存在由于Ca原子周期性缺位而形成的调制结构. 采用金刚石压砧高压装置(DAC), 对Ca_0.85CuO₂的多晶粉末样品, 进行了0~32 GPa压力范围的高压能散X射线衍射实验. 实验结果首次表明, 在15 GPa压力附近, Ca_0.85CuO₂发生结构突变, 相变是可逆的.     

拓扑绝缘体与量子反常霍尔效应

量子霍尔效应是一种可以在宏观尺度出现的量子现象,由二维电子系统在强磁场下所具有的独特拓扑性质所引起.长期以来人们一直希望能够实现不需外磁场的量子霍尔效应,以便将其应用于低能耗电学器件.磁性拓扑绝缘体薄膜可能具有的量子化的反常霍尔效应即是一种可以在零磁场下出现的量子霍尔效应.本文介绍了拓扑绝缘体和量子反常霍尔效应的概念发展及量子反常霍尔效应如何在磁性掺杂拓扑绝缘体中实验实现,并探讨了量子反常霍尔效应在低能耗器件方面的应用前景.     

聚苯基单醚喹噁啉的电化学氧化

自1977年导电聚乙炔问世以来,化学家在制备和研究新型导电高分子方面进行了大量的工作。除具有金属导电性的聚乙炔、聚吡咯和聚噻吩的研究外,对可溶性芳杂环高分子掺杂的研究开始引起了人们的重视。通过化学或电化学掺杂方法,使具有刚性的、共平面梯形或阶梯形结构的高分子发生氧化还原作用,而从优良的电绝缘高分子材料转变成导电的或具有半导性的高分子材料。     

压力对亚稳Fe3B相热稳定性的影响

压力对亚稳材料热稳性的影响及其机制的研究一直是高压和亚稳材料研究中的重要内容之一.在过去的十几年中,人们主要研究了压力对非晶亚稳材料热稳性的影响,但对晶体亚稳材料热稳性方面的研究报道却很少.许多研究结果表明,压力对非晶热稳性的影响与材料的性质和转变模式密切相关,影响程度由压力对扩散速率的抑制和对形核的促进作用所决定,它使非晶亚稳材料的热稳性或是增强,或是减弱.然而,在研究高压下(Fe_(0.99),Mo_(0.01))_(78)Si_9B_(13)(FMSB)合金的晶化,制备纳米软磁材料的过程中,我们发现压力对亚稳Fe_3B晶体热稳性的影响与非晶有所不同,与它所受的压力有关,表现为先随压力的增加而增加,后随压力的增加而减小.本文从热力学的角度对这一实验现象的规律和机制进行了研究. 在氩气保护气氛下,利用急冷甩带的方法制备出 30 μm厚的非晶 FMSB条带,并剪成直径为 5 mm的样品放在氮化硼(BN)坩埚中,坩埚镶嵌在石墨加热管中.利用 Bridgmann压机对样品加压,利用电流通过石墨管产生的焦耳热对样品进行热处理.压力通过测量油压与Bi,Ba相变压力的关系标定,温度的测量和控制由镍铬-镍铝热电偶和可编程序温控仪完成.利用X射线衍射仪(XRD)对样品的微观结构进行分析.     

类钙钛矿化合物(Ca/Sr)2CuO2Cl2高压结构稳定性和电性质

利用金刚石压砧技术在0~31 GPa的压力范围内研究了常温下K₂NiF₄型结构的(Ca/Sr)₂CuO₂Cl₂化合物的结构稳定性和电性质. 结果表明, (Ca/Sr)₂CuO₂Cl₂化合物的晶格结构在高压下是稳定的, 并且具有较大的各相异性压缩, 得到了(Ca/Sr)₂CuO₂Cl₂化合物的状态方程和体弹模量. 电学性质测量表明, 高压下Sr₂CuO₂Cl₂样品可能有电子结构相变发生.     

压电材料的裂尖对数奇异性

对于各向异性体平面问题,其裂尖奇异性的研究常采用Lekniskii公式和Stroh公式,如弹性材料和压电材料.与已有文献所得结果不同的是,本文报道了压电介质中的裂尖对数奇异性.对于一均匀各向异性压电介质中的半无限长裂纹,研究表明,当r趋于0时(r为裂尖至考察点的距离),其裂尖奇异性为r~(-1/2),或为r~(-1/2)Inr,r~(-1/2)In~2r和r~(-1/2)In~3r,这取决于边界齐次方程根的重数及重根性质.