几种典型非金属氢化物高压下的结构行为研究

发布时间：2023-10-06 18:47

　　富氢化合物,因具备高压下转变为高温超导体的潜力,其高压下电学行为及结构变化一直是高压科学的研究热点。磷烷(PH3)和硅烷(SiH4)已经被报道在高压下可以转变为超导体,但是在PH3高压下的结构及化学计量比的演化尚未有实验报道,SiH4在高压下的结构变化也存在争议。这些都限制了人们对于它们在高压下超导转变行为的理解,同时也阻碍了人们寻找其他新型氢化物高温超导体。为了解决上述问题,在本论文中,以PH3和SiH4为研究对象系统研究了它们在高压下的结构行为和化学计量比的演化。PH3的研究结果表明:常温下,加压过程中,PH3会依次在11.7 GPa和25 GPa开始发生二聚反应,分别生成P2H4和P4H6。同时,理论计算结果表明生成的P4H6为“线性”构型。而当压力高于35 GPa,P4H6会不稳定而彻底分解为磷单质和氢气。与常温高压下PH3的结构行为不同,低温能够抑制磷氢化合物在高压下的聚合和分解。在低温下,P2H4能够保持到60 GPa,而P4H6至少能稳定保持到205 GPa。理论预测搜索到两个P4H6的高压稳定结构,在200 GPa,P4H6的结构为C2/m,计算得到的Tc值为67 K。...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：博士

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中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 高压下氢气的研究现状
    1.2 高压下富氢化合物的研究现状
        1.2.1 碱金属氢化物的研究
        1.2.2 碱土金属氢化物的研究
        1.2.3 碳族元素氢化物的研究
        1.2.4 氮族元素氢化物的研究
        1.2.5 硫族元素氢化物的研究
        1.2.6 稀土元素氢化物的研究
    1.3 选题目的和意义
第二章 室温高压下PH₃结构及组分演化研究
    2.1 样品信息及实验仪器
        2.1.1 样品信息
        2.1.2 仪器设备信息
    2.2 样品准备及表征
        2.2.1 样品准备
        2.2.2 样品表征
    2.3 PH₃高压实验结果
        2.3.1 PH₃压致生成P₂H4

        2.3.2 P₂H₄压致生成P₄H₆

        2.3.3 P₄H₆压致分解
        2.3.4 高压XRD测试
    2.4 本章小结
第三章 低温高压下PH₃结构及组分演化研究
    3.1 实验仪器及理论模拟软件及实验流程
        3.1.1 仪器设备信息和理论计算软件
        3.1.2 实验流程
    3.2 低温实验结果
        3.2.1 低温拉曼测试
        3.2.2 低温XRD测试
    3.3 理论预测结果
    3.4 本章小结
第四章 SiH₄高压结构相变研究
    4.1 样品信息及实验仪器
        4.1.1 样品信息
        4.1.2 仪器设备信息
    4.2 样品准备及表征
        4.2.1 样品准备
        4.2.2 样品表征
    4.3 温度对SiH₄相变路径影响
    4.4 SiH₄高压实验结果
        4.4.1 SiH₄的高压拉曼测试
        4.4.2 SiH₄的高压XRD测试
    4.5 本章小结
第五章 新型磷氢、硅氢化合物探索
    5.1 样品信息、实验仪器及实验流程
        5.1.1 样品、仪器设备信息
        5.1.2 实验流程
    5.2 磷氢混合物的高压激光加热研究
    5.3 硅氢混合物的高压激光加热研究
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
致谢
参考文献
博士期间发表的文章



本文编号：3852265

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