喜报:我院在PNAS杂志发表论文

时间:2013-06-08浏览:615设置

  高压,作为一个重要的热动力学参量,在研究材料的物理和化学行为,特别是探讨星球演化、功能材料合成、物性调控等方面,已经被认为是一种强有力的研究工具。物质在高度压缩下,可发生原子重排和电子重组,导致结构和电子相变,呈现出新奇现象和新颖性质。极端条件下,对物质的结构和电子特性的研究是近年来物理学、化学、地球物理和材料科学研究中的一个热点。

  碳和碳基材料受到人们的广泛关注,这是因为碳原子可以形成丰富的化学键(spsp2sp3),从而导致碳原子能以零维至三维形式存在。最近,物电学院李延龄老师及其合作者对碱土金属碳化物研究取得进展。他们就CaC2在高压下的结构、电子和动力学行为进行系统研究,清楚地揭示了碳在碱土金属二碳化物中的演化规律、碱土金属二碳化物的动力学性质及其超导特性。利用遗传算法,结合第一性原理总能计算,准确地确定了结构相变序列,研究发现:碳原子排布发生由“局域”的二聚体到碳链到碳纳米带再到二维层(石墨层)的转变,这一结构相变规律可以外推到同族碳化物BaC2和SrC2。对高压相的电子行为的研究发现:CaC2在较低压力下实现金属化;高压相呈现出超导特性,最高的Tc7.9~9.8K,这一超导转变温度可与超导体CaC6的Tc值相比拟。

  相关研究,得到国家自然科学基金江苏省优势学科和江苏省教育厅出国研修项目的资助

                        aCaC2的焓-压曲线                   bCaC2的晶体结构

                      cTcwlog随压力的变化,插图为电声耦合系数λ随压力的变化

  这一研究成果已发表在国际综合性期刊美国国家科学院院刊

  (PNAS)杂志PNAS 110(23),9289-9294(2013)

相关链接:

Pressure-induced superconductivity in CaC2

http://www.pnas.org/content/110/23/9289.abstract

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