[00119081]稀有金属及其氢化物的高压结构和超导电性研究

本课题来源于内蒙古自治区自然科学基金。 稀有金属的是发展原子能、宇宙探索,国防建设,电子计算机、无线电电子学等新技术所必需的材料,其研究有着重要的科学价值与应用前景。本课题的目的是确定稀有金属元素的高压结构,得到更多的物质性质优异的高压新相。本项目是在高压研究背景基础上,跟随国际国内高压研究的热点问题,立足我区学科建设而提出的。对我区存储丰富的稀土金属材料及稀有金属氢化物的高压结构及高压性质,特别是超导电性方面的研究工作有重要意义。 项目主要取得如下研究成果： （1）通过第一性原理计算,确定了稀有稀土元素钇高压 dfcc 结构为 hR24 。CALYPSO 预测钇在更高压力下的结构为 Fddd,从而确定了钇的高压相变序列为：hcp→Sm-type→dhcp→fcc→dfcc（hR24）→fddd,并给出了具体的相变压力。解决了 dfcc 结构长期存在的争议问题,对其它稀土元素高压结构及性质的研究有重要的指导意义。 （2）确定了镧的高压相变序列为 dhcp 到 fcc 再到 R-3m 结构。 （3）确定了钌和硅的化合物 RuSi、Ru2Si3 和 RuSi2 分别采用 P213、Pbcn、RuSi2 和β -FeSi2 的结构类型。理论计算指出 Cmca-RuSi2 的能量、机械能和动力学是稳定的,该材料为硬度很高的半导体材料。 （4）金掺杂手扶椅式石墨烯纳米带的电荷密度发生了转移,主要集中于金原子处;掺杂后变成了金属,提高了导电性。 （5）微观机制方面,计算了稀有轻金属铷的化合物RbCl 材料中Rashba 效应对抛物量子线中强耦合束缚磁极化子性质的影响。 （6）实验测量了稀有稀土金属元素镧的化合物的吸波性能,发现退火和 FeNi3 合金的添加有利于提高吸波量。 课题组共完成 12 篇论文,其中 4 篇 SCI、1 篇 EI、4 篇中文核心。我们不仅较好地完成了原定的科研计划,还做了一定的扩展工作。期望这些成果对今后稀有金属的研究起到一定的推动作用。