高压下碳掺杂H3S化合物的合成与结构
材料科学
2022-01-26 v1
摘要
理解近期报道的在267 GPa下C-S-H化合物中 putative 近室温超导需要可重复的合成方案以及对其结构和成分的认识。我们在高压下由元素C和甲烷CH4、硫S和分子氢H2合成了不同碳成分的C-S-H化合物。这里我们聚焦于使用甲烷合成的化合物，因为这类化合物可通过结合单晶X射线衍射（XRD）和拉曼光谱直接确定其结构和成分。我们采用两阶段合成((CH4)x(H2S)(1-x))2H2化合物：首先使硫与甲烷-氢混合流体反应，在0.5-3 GPa形成CH4掺杂的H2S晶体，然后生长所需富氢化合物的单晶。对该材料应用的拉曼光谱显示晶格中并入的CH4分子存在并允许确定CH4含量，而单晶X射线衍射结果表明甲烷分子替代了H2S分子。这些化合物的结构行为与先前研究的无甲烷化合物非常相似，表现出在20-30 GPa从Al2Cu型I4/mcm结构向调制结构转变，并在扩展修饰中回到相同的基本结构且拉曼光谱大幅改变。这后一相在132-159 GPa畸变为Pnma结构，然后在更高压力下转变为常见的Im-3m H3S相，然而在220 GPa附近未检测到结构异常，而该处曾有报道Tc急剧上升。
引用
@article{arxiv.2110.00038,
title = {Synthesis and structure of carbon doped H3S compounds at high pressure},
author = {Alexander F. Goncharov and Elena Bykova and Maxim Bykov and Xiao Zhang and Yu Wang and Stella Chariton and Vitali B. Prakapenka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.00038},
year = {2022}
}
备注
Main Text: 18 pages, 9 figures, 1 Table, 36 references