近来,我国科学院深圳先进技术研讨院资料所光子信息与动力资料研讨中心在新式高温低压超导资料研讨范畴获新进展。理论预言指出铍掺杂的甲烷分子在低压下是一种金属而且具有超导电性,依据很多的核算数据提醒了铍掺杂的甲烷分子的超导电性规则。相关效果以metallization and superconductivity in methane doped by beryllium at low pressure(《低压下铍掺杂甲烷的金属化和超导性》)为题宣布在期刊Physical Chemistry Chemical Physics(2019,DOI:10.1039/C9CP06008A)上。
甲烷(CH4)作为最简略的有机资料之一,在超导体的研讨中具有巨大的潜力。甲烷是由十分轻的元素组成的,依据BCS理论,假如它能转化成金属,将是一种潜在的高温超导体。但是,纯CH4在常压下是气体,且为宽带隙半导体,即便对其加压到500万个大气压,理论猜测其仍不是金属态。这表明经过简略的加压使纯CH4改变为金属面对巨大的应战。
为处理上述问题,深圳先进院博士钟国华与其合作者依据粒子群优化、密度泛函理论和密度泛函微扰理论,提出了一种完成绝缘体到金属改变的新思路,即经过在甲烷分子中掺杂金属铍。研讨人员考虑了铍掺杂甲烷分子的晶体结构、电子态和动力学性质以及电子-声子相互作用。成果显现,具有P-1空间群结构的BeCH4在常压下就可以改变为金属态,并发作超导改变,跟着压力的添加最高超导临界温度能大大的提高近30K。这说明电子掺杂的CH4有期望成为一种兼具低压和高临界温度的新式超导体。相关研讨成果体系地提醒了这种新式超导体在不同压强下空间结构、金属环和超导电性的改变规则,关于探究新式高温低压超导体具有重要的指导意义。
该研讨得到深圳市基础研讨布局项目、孔雀方案、国家自然科学基金委联合基金和我国工程物理研讨院项目等的赞助。
猜测的不同相BeCH4的超导临界温度Tc随压强的改变
来历:我国科学院深圳先进技术研讨院