相當於天王星核心環境,首在 1,000GPa 壓力下合成新材料

作者 | 發布日期 2022 年 05 月 12 日 16:50 | 分類 材料 , 自然科學 Telegram share ! follow us in feedly


理論預測表明,材料在極端壓力與溫度條件下將展現不尋常的結構與特性,但這些預測行為過去無法在超過 200GPa 的高壓實驗中驗證。直到最近,一群科學家首度成功於超過 1,000GPa 壓力下生成並分析一種新材料,這相當於天王星核心的壓力。

以極端壓力觀察材料樣品需要複雜技術,另一方面,我們也缺乏能在高壓實驗下同時分析材料結構的先進方法,因此高壓晶體學推動始終有道瓶頸。

但根據德國拜羅伊特大學領導的國際團隊開發的新方法,科學家第一次能在 GPa 範圍下合成新的材料結構並同時分析它們,幫助理解以前未知的材料狀態、特性、晶體結構,對於類地行星的探索與創新材料技術合成等也能獲得寶貴見解。

研究人員展示了在極端壓力下,用雷射光束加熱金剛石壓砧(Diamond anvil cell)後合成的釩氮合金 Re₇N₃(rhenium nitride),並以原位 X 射線衍射帶來完整的化學及結構表徵。

這種超硬金屬導體可承受極高壓力,未來若科學家能應用 GPa 範圍下形成的材料,勢必能在高壓晶體學帶來更多令人驚訝的發現。新論文發表在《自然》(Nature)期刊。

(首圖來源:拜羅伊特大學