压力和温度对固氘掺锂体系的影响

 利用路径积分蒙特卡罗方法，研究了压力和温度变化对固氘掺锂体系的影响。结果表明，在高压条件下（0.9~2.4 GPa），锂原子掺入固体氘后，要占据五个氘分子空位形成稳定结构。温度变化不能改变这一五空位占据。固氘掺锂体系锂原子吸收谱随压力和温度的变化趋势类似于固氢掺锂体系锂原子吸收谱随压力和温度变化的趋势。但在某一固定压力和温度点，这两种吸收谱却由于氘分子和氢分子零点振动的不同有着明显的差异。随着温度或压力的增加，这两种吸收谱间的差异越来越小。     

透明致密单质钠

传统高压理论认为,高压可以有效地缩短金属内部的原子间距,导致价带和导带展宽,进而使其金属性增强.然而,目前实验可达到的压力条件已能够将物质压缩到原子的芯电子发生重叠的状态.这一高压效应会使金属发生复杂的结构相变,使之具有独特的晶体结构和无法用传统理论来描述的电子性质.传统理论曾预言,简单金属锂和钠在高压下会出现原子配对而导致的非金属相,但这一预言没有得到后续理论和实验的支持.本研究将理论模拟和高压实验相结合,发现金属钠在200万大气压下转变为一种新型物质状态——光学透明的宽带隙绝缘态.绝缘态钠具有简单而独特的晶体结构——c轴高度压缩的双六角密堆结构.高压钠的绝缘态不是早期理论预言的原子配对的结果,而是p和d轨道电子杂化,以及芯电子云之间高度交叠的结果.钠原子的价电子受芯电子排斥而高度局域在晶格间隙中,这些在间隙中被“冻结”的价电子完全失去了自由电子的特性,表现出绝缘特性.当压力促使原子的芯电子发生强烈重叠时,这种新型绝缘状态可以在其他元素和化合物中存在.     

Theoretical Proposal for a Planar Single-Layer Carbon That Shows a Potential in Superconductivity

<正>Single-layer superconductors~([1])have been the subject of considerable interests as they are ideal systems for the fundamental understanding of two-dimensional(2D)physics and for device applications.A few singlelayer superconductors are experimentally achieved(e.g.,FeSe,MoS_2,and NbSe_2~([2-4])in the field where either charge doping or tensile strain is often required to promote the superconductivity.An intri-nsic single-     

金属锇超高压结构的理论研究

本文采用基于从头算演化理论的晶体结构预测方法,对过渡金属锇（Os）的高压结构进行了系统研究. 结果表明,在0~1000 GPa压力范围内,金属Os一直保持六角密堆结构（hcp）,没有发生结构相变,排除了前人提出的hcp到ω相变的可能. 我们深入利用赝势平面波方法和全电子缀加波方法对ω相（P6/mmm）及hcp相进行了优化,并比较了能量随体积（压强）的变化关系,两种方法均证实了我们的结论.     

锗烷（GeH4）的高压超导相

通过从头算演化理论的结构预测方法,文章作者提出了GeH4的一个高压金属相结构（单斜C2/c）.这一结构包含奇特的“H2” 单元. 焓的计算结果表明,GeH4 在压力低于196 GPa时分解为单质Ge 和H2, 而在高于这一压力时C2/c结构稳定存在.在220 GPa压力下, 线性响应微扰理论的计算结果表明,C2/c结构的电子-声子相互作用参数为1.12, 其超导转变温度达到64 K.     

Superconductivity in Shear Strained Semiconductors

Semiconductivity and superconductivity are remarkable quantum phenomena that have immense impact on science and technology,and materials that can be tuned,usually by pressure or doping,to host both types of quantum states are of great fundamental and practical significance.Here we show by first-principles calculations a distinct route for tuning semiconductors into superconductors by diverse large-range elastic shear strains,as demonstrated in exemplary cases of silicon and silicon carbide.Analy...     

封面故事

在高压作用下,物质内部的原子间距会缩短,电子价带和导带会相应展宽.因此,学术界普遍认为,在高压条件下,绝缘体（或半导体）会转变为金属,而金属的金属性会增强.我们的理论与实验研究发现,在超高压条件下,     

高压下TiN等结构相变的第一性原理研究

 利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法和线性响应理论,研究了TiN的物态方程、电子能带结构和声子色散曲线随压强的变化关系。结果表明：TiN 的电子能带结构并未随着压强的增加而出现反常,没有出现电子的拓扑结构相变;零压下出现软化的声子模式并没有随着压强的增加而继续软化。因此可以认为在0～12 GPa 压强范围内,TiN 发生等结构相变的原因不是由于电子的拓扑形貌发生变化和声子软化引起的。     

固氢掺锂体系锂原子吸收谱的高压研究

 利用路径积分蒙特卡罗方法，基于Lax的半经典理论谱，研究了在T=5 K条件下，压力对固氢掺锂体系锂原子吸收谱的影响。结果表明，随着压力的增加，锂原子吸收谱半宽逐渐增加，而吸收谱的质心谱移随压力的增加，先向高能方向移动，达到最高点以后，又向低能方向移动。对具有低对称性结构的俘获点，压力导致三体吸收谱劈裂为单峰加双峰吸收谱，而且单峰和双峰间的距离随压力升高而增加。     

透明致密单质钠

传统高压理论认为,高压可以有效地缩短金属内部的原子间距,导致价带和导带展宽,进而使其金属性增强.然而,目前实验可达到的压力条件已能够将物质压缩到原子的芯电子发生重叠的状态.这一高压效应会使金属发生复杂的结构相变,使之具有独特的晶体结构和无法用传统理论来描述的电子性质.传统理论曾预言,简单金属锂和钠在高压下会出现原子配对而导致的非金属相,但这一预言没有得到后续理论和实验的支持.本研究将理论模拟和高压实验相结合,发现金属钠在200万大气压下转变为一种新型物质状态——光学透明的宽带隙绝缘态.绝缘态钠具有简单而独特的晶体结构——c轴高度压缩的双六角密堆结构.高压钠的绝缘态不是早期理论预言的原子配对的结果,而是p和d轨道电子杂化,以及芯电子云之间高度交叠的结果.钠原子的价电子受芯电子排斥而高度局域在晶格间隙中,这些在间隙中被＂冻结＂的价电子完全失去了自由电子的特性,表现出绝缘特性.当压力促使原子的芯电子发生强烈重叠时,这种新型绝缘状态可以在其他元素和化合物中存在.