作者:陈粤等 来源:PRL 发布时间:2012-11-1 13:57:03
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钇高压相变及超导转变研究获进展
 
近日,沈阳材料科学国家(联合)实验室工程合金研究部博士陈粤,研究员胡青苗、杨锐一起,采用第一性原理方法结合进化算法,预测了压力高于100GPa时钇的晶体结构,发现该条件下超导转变温度(Tc)随压力(P)增大而降低,与100GPa以下时的Tc-P关系相反。相关研究成果日前发表于国际期刊《物理评论快报》。
 
稀土金属元素钇能够在高压下发生超导转变,是具有最高超导转变温度的单质之一。实验研究表明,在压力低于100GPa时,钇的超导转变温度随压力增加而单调升高。另一方面,随着压力增加,钇中发生了丰富的结构相变。因此,研究钇的高压结构转变及超导转变温度的耦合具有重要的理论意义与实用价值。
 
目前,文献报道的最高压力为100GPa左右。在更高压力下,钇的晶体结构以及能否通过继续增大压力获得更高的超导转变温度是超导和高压研究领域的一个前沿问题。
 
陈粤等人采用第一性原理结合进化算法,预测了在97GPa左右时,钇将发生两种新型的高压晶体结构,且这两种相结构具有比其他晶体结构更低的能量状态。
 
此外,采用第一性原理线性响应理论,研究人员还预测了钇在不同压力下的稳定晶体结构对应的超导转变温度。
 
结果表明,在100GPa以下时,超导转变温度随压力增大而单调升高,与实验值符合良好。但当压力大于100 GPa时,理论计算预测超导转变温度随着压力的增大而下降。这意味着,将无法采用增大压力的方法得到更高的钇超导转变温度。
 
业内专家认为,该研究工作对理解钇的高压相变及超导转变具有重要的意义,为相关领域的实验研究指引了方向。
 
该研究工作得到了中国科学院金属研究所葛庭燧奖研金、中国科学院王宽诚博士后工作奖励基金以及“973”计划的资助。(来源:中国科学报 周峰)
 
 
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