基于动态金刚石对顶砧技术，原位测量动态加载下电阻率的实验方法研究

Currently, a significant change of material science under extreme conditions is turning to predict and control from traditionally observing and testing material, and this acquires time- and spatially-resolved in situ measurements. Dynamic diamond anvil cell (dDAC) technique developed in recent years, which allows the sample to obtain a certain dynamic pressure, fill in the gap between static and dynamic pressure in terms of the compression rates. But in-situ detecting technique based on dDAC is still far from developed. In this project, the resistivity is obtained under dynamic compression and different strain rates using the technique of dDAC and the method of electrical resistivity measurement. 1. New type electrode construction on diamond anvil for the resistivity measurement will be studied and optimized, in situ accurate resistivity measurement technique will be developed. 2. Developing in situ diagnostic technique based on dDAC is an innovation. The electrical properties of a several semiconductors will be measured using the new method, and the kinetics of phase transition will be studied.

当前，极端条件下材料科学研究的一个重大变化，是从传统的观察和检验转向对物质行为的预测和控制，这需要掌握在所有空间尺度上进行时间和空间分辨的原位实验观测的能力，即实时的研究要有能力探测材料的动力学过程。动态金刚石对顶砧技术（dDAC）是近年来发展起来的一种高压技术，可以使样品获得一定的冲击压力，在压缩速率方面填补了静高压和动高压之间的空白。但针对dDAC的原位测试方法还远未发展起来。本项目围绕动态金刚石对顶砧(dDAC)高压原位电阻率测量技术创新展开研究工作，目标是通过综合利用dDAC技术和金刚石压砧上电阻测量技术，在动态加载下实现电阻率的原位测量，获得不同应变速率下的电阻率。 1、设计并建立了一种新型金刚石压砧上的电极构型和相应的电极制备和组装技术，实现动态加载下原位电阻率的精确测量。 2、发展一种基于dDAC装置原位诊断技术，这是前所未有的开创性工作。利用新方法对系列半导体材料电学性质进

近些年来，极端条件下材料科学研究的一个重大变化，是从传统的观察和检验转向对物质行为的预测和控制，这需要掌握在所有空间尺度上进行时间和空间分辨的原位实验观测的能力，即实时的研究要有能力探测材料的动力学过程。动态金刚石对顶砧技术（dynamic diamond anvil, dDAC）是近年来发展起来的一种高压技术，可以使样品获得一定的冲击压力，在压缩速率方面填补了静高压和动高压之间的空白。但针对dDAC的原位测试方法还远未发展起来。本课题组前期研制了一套动态加载装置（dynamic loading device, DLD）可以实现在对称型DAC上快速加/卸载实验。本项目在DLD装置基础上，结合金刚石压砧上电阻测量技术，在动态加载下实现了电阻率的原位测量。本项目主要研究内容有：（1）发明了一种新的金刚石压砧砧面上制备电极技术。（2）发展一种基于DLD装置原位高压诊断技术，建立了动态电阻测量系统，实现动态加载下原位电阻率的精确测量。动态电阻测量系统的时间分辨可达2微秒。这是前所未有的开创性工作。利用新方法对PbS在不同应变速率下电学性质进行测试，研究其相变动力学过程，获得了突破性的成果，填补了相关研究的空白。