论文部分内容阅读
自从理论预言氢在高压作用下可能发生金属化相变甚至转变为超导体以来,科学家对氢的金属化相变问题的研究从未间断过。但是,冲击动高压和静态高压金刚石压腔(diamond-anvil cell,DAC)技术研究都证明,实现氢金属化转变所需的压力会很高,合成条件非常苛刻,难度极高。曾有人预测在,富氢化合物中非氢元素对氢元素产生的“化学预压”效应,可能降低氢金属化所需压力。因此,有关富氢流体的高压导电性研究引起人们的特别关注。 本文采用二级轻气炮加载技术、低温液化技术、以及光电监测技术,分别以恒流源和恒压源两种测试电路为电阻测量手段,在相对低压区(7-56 GPa)获得了硅烷的电阻率数据点,这些新的数据正好分布在硅烷从绝缘体向半导体转变的压力区间。结合相关文献中已报道的高压区65-138 GPa硅烷电阻率数据,本文比较系统地研究了在多次冲击压缩区(7-138 GPa)内液态硅烷的导电特性,得出以下结论: 1.在7-41 GPa冲击压缩区硅烷流体具有较好电绝缘性。 2.经过分析lnρ~P图中数据点分布特征,发现在41-138 GPa范围内硅烷电阻率随压力呈现出三段不同变化趋势。lnρ~P曲线分别在52 GPa和105 GPa附近出现明显拐折点,表明硅烷流体在这两个压力点附近可能发生了结构相变。我们推测,在52GPa附近的拐点可能对应硅烷由绝缘体向半导体转变的相变压力;在105 GPa附近,体系可能发生了分解反应,生成Si+H2+SiH4混合流体状态。 3.在硅烷中,硅元素的掺入降低了硅烷体系由绝缘体向半导体的转变压力,并未观测到体系从半导体向导体转变压力的明显降低。