高压下新型贵金属氢化物的合成及性质研究

The novel noble metal hydrides synthesized by high pressure are considered as potential high temperature superconductors, and have become one of the hot spots of scientific research nowadays. However, there are many unsolved controversy aspects, for example the synthesis conditions, the formation mechanism, the crystal structures and the superconductivity. And the theoretical results are inconsistent with the reported experimental results. By using the ultrahigh pressure diamond anvil cell technique and in situ high pressure experimental measurements combined with first-principle theoretical calculation, this project aims to synthesize the hydrogen-rich noble metal hydrides from the typical noble metal elements (Ir, Os, Pt, Pd) with hydrogen under high pressure (or high temperature high pressure) and explore the formation mechanism of the noble metal hydrides; study the crystal structure, electronic states and bond, and explore their structural stability under high pressure; determine the metallization pressure points and superconductivity conditions. The implementation of the project will deepen the understanding of the formation mechanism, crystal structures and physical properties of noble metal hydrides, and provide new physical images of metallic hydrogen and superconductivity studies.

高压下合成的新型贵金属氢化物是潜在的高温超导体，是当今科学研究的热点之一。但是,目前在贵金属氢化物的合成条件、形成机制、晶体结构及超导电性等方面还存在很大争议，而且理论计算预测结果与已有的实验结果并不完全相符。本项目主要采用金刚石对顶砧超高压原位实验测量技术，结合第一性原理计算，选取典型的贵金属元素（Ir、Os、Pt、Pd）与氢气在高压（或高温高压）条件下反应制备出高含氢的贵金属氢化物，深入理解贵金属氢化物的形成机制；系统研究其晶体结构、成键方式及电子状态，探索其在高压下的结构稳定性；确定金属化压力点和超导电性条件。该项目的实施将对贵金属氢化物的形成机制、结构稳定性及物理性质有更深层次的理解，为金属氢及超导电性的相关研究提供新的物理图像。

高压下合成的新型贵金属氢化物是潜在的高温超导体，是当今科学研究的热点之一。但是，目前在贵金属氢化物的合成条件、形成机制、晶体结构及超导电性等方面还存在很大争议，而且理论计算预测结果与已有的实验结果并不完全相符。在本项目的资助下，我们采用自主搭建的金刚石对顶砧原位高压激光加热技术，结合原位高压拉曼、同步辐射X射线衍射等实验测量系统，我们合成了新型的氢化物Ru-H及Os-H，并利用第一性原理计算确定了它们的晶体结构和化学计量比，获得了相应的成键方式及电子状态及高压下的结构稳定性。另外，我们还首次在实验上合成出具有非常规配比的钙氢化合物及铈氢化合物。通过本项目的执行，对金属氢化物的形成机制、结构稳定性及物理性质有了更深层次的理解，还为金属氢及超导电性的相关研究提供新的物理图像。在本项目的支持下，在Journal of Physical Chemistry C、Scientific Report、Physical Chemistry Chemical Physics等杂志上发表标注项目资助的高水平SCI检索文章9篇，顺利完成任务书中规定的考核指标。