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《物理评论快报》:用非弹性x光散射首次直接测量宽禁带氢的带隙

CHEN

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利用最新发展的同步加速器技术,由北京高压科学研究中心(HPSTAR)主任毛河光博士领导的一组科学家首次在90 GPa高压下对固体氢的电子带隙信息进行研究。他们创新的高压非弹性X射线散射结果可作为直接测量氢金属化过程的测试,并为解决致密氢的电子分散开辟了可能性。

这项研究成果发表在最近一期的(Physical Review Letters )上。

氢的电子带从宽禁带绝缘体到封闭禁带金属或金属氢的压力诱导演化,是现代物理学中长期存在的问题。

然而,氢的高能量使得无法压力下直接观察电子带隙。现有的探针,如电导率、光吸收或反射光谱测量等作用有限,且提供的关于宽间隙绝缘体的信息很少。

该团队使用高亮度、高能量同步辐射开发了一种非弹性x射线(IXS)探针,在金刚石顶锤细胞(DAC)中产生高压下原位氢的电子波段信息。

新的IXS探针技术可以测量45 eV的紫外能量范围,显示氢气的电子接合态密度和带隙密度随压力的变化。电子带隙从10.9 eV到6.57 eV呈线性减小,从零压到90 GPa的电子带隙密度为8.6倍。

这项工作克服了巨大的技术挑战,首次实现了对氢的电子带及其间隙的直接实验测量。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接:

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.036402


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