华盛顿卡内基研究所的研究人员通过对普通氮气施加巨大压力,创造了一种新型氮气。他们的研究结果发表在本周的《自然》杂志上。
氮气(N2)在地球上含量丰富,约占地球大气层的75%。两个氮原子之间的三键使这种气体成为非常稳定的化合物。在低压和低温下,氮气形成分子晶体并成为电绝缘体。但科学家预测,通过将这些晶体的压力提高到50到94吉帕斯卡,氮分子可以转化为单原子金属固体。(1吉帕斯卡大约是海平面大气压的10,000倍。)
研究人员不仅成功地制造了这种固态氮,还发现与之前的分子晶体不同,氮在这种状态下变成了半导体。此外,他们还成功地在将压力降低回正常水平(在100K以下的温度下)后保持了氮的固态形式。团队负责人拉塞尔·亨利说:“空气的主要部分被转化为半导体固体并被带回在环境压力下保持稳定,这对我们来说是一个重要的突破。”
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这项研究的结果证实了用于预测新特性的理论,例如金属氢中的高温超导性。研究人员最初希望以这种方式转化氢气,他们希望最终能做到这一点。