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晶体结构预测新方法及其在高压研究中的应用

发布时间: 2009-07-14 13:51 | 【 【打印】【关闭】
SEMINAR
The State Key Lab of
High Performance Ceramics and Superfine Microstructure
Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences
中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室
 
 
晶体结构预测新方法及其在高压研究中的应用
 
Speaker马琰铭教授
 
吉林大学超硬材料国家重点实验室
 
时间:5月14日 (星期四)下午 15:00pm
地点:2号楼607会议室
联系人:张文清 研究员 (2416)
Abstract: 晶体结构是深入理解晶体材料的最基本性质。通过X-光衍射方法确定材料晶体结构的实验技术已经相对完善。但实验测量往往受到样品的纯度,衍射信号强弱、实验条件不足等的限制,特别是在某些极端条件下(比如,高压),实验确定材料的晶体结构面临着挑战。此时,通过理论方法确定材料的晶体结构成为关键。我们与美国Oganov 教授研究小组合作开发了一种基于从头算演化理论的结构预测程序:把从头算总能的计算与结构演化理论相结合,只需要给定材料的组分,就能够合理可靠的预测材料在给定压力和温度条件下的晶体结构。
我们基于上述方法确定了一些重要体系的高压新结构,发现了系列高压新现象、新效应:1)理论预言金属钠在200万大气压下相变为具有奇特双六角密排结构的宽带隙半导体,这是首次发现的金属转变为绝缘体的高压范例,随后的实验结果验证了我们的理论预言[YM Ma et al., Nature 458, 182 (2009)];2)在百万压力下,提出了固态氮的新型原子相高压结构,为实验合成高能量高密度的原子固态氮提供了有力的理论支撑[YM Ma et al., Phys. Rev. Lett. 102, 065501 (2009)];3)提出锗烷的新型高压相结构,预言锗烷在200万大气压以上转变为超导体,超导温度可以达到64K [YM Ma et al., Phys. Rev. Lett. 101, 107002 (2008)];4)发现了一种碳的新型单斜超硬结构,解决了高压研究领域多年来关于石墨高压新相结构的争论[Phys. Rev. Lett. (2009)]。