第一性原理计算揭示的金属氢量子流体
材料科学
2009-11-10 v1
摘要
通常认为，固态氢在足够高的压力下会转变为金属性的类碱金属晶体。然而，一些理论模型也提出，压缩氢可能在低温下形成一种不寻常的双组分（质子和电子）金属流体，甚至可能是一种零温液态基态。这些新物态的存在取决于熔化温度-压力曲线（即“熔线”）中是否存在一个最大值。此前对氢熔线高达44 GPa的测量，关于该最大值的存在得出了有争议的结论。在此，我们报道了确定高达200 GPa熔线的从头算计算。我们预测，分子间相互作用的微妙变化导致熔线在90 GPa以上下降。其含义是，随着固态分子氢被压缩，它在变成单原子晶体之前，会转变为一种低温量子流体。氢及其同位素正在显现的低温相图与已知的唯一零温液体——3He和4He的常见相图有相似之处，但氢中存在的长程库仑相互作用和大的组分质量比将确保其具有截然不同的性质。
引用
@article{arxiv.cond-mat/0410425,
title = {A quantum fluid of metallic hydrogen suggested by first-principles calculations},
author = {Stanimir A. Bonev and Eric Schwegler and Tadashi Ogitsu and Giulia Galli},
journal= {arXiv preprint arXiv:cond-mat/0410425},
year = {2009}
}
备注
See related paper: cond-mat/0410408