超高压下氢和钇氢化合物超导电性的实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11874175
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2003.凝聚态物质输运性质
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The recent discovery of sulfur hydride with 203 K superconducting transition temperature aroused thoroughly interest on hydrogen-based superconductor in condensed matter physics. Theoretical studies show that metallic hydrogen and yttrium hydride are potential room-temperature superconductors, and the experimental study at high pressure is of great significance. In this project, on the one hand, by means of diamond anvil cell, we will develop superhigh-pressure technique of 500 GPa, meanwhile combining with Raman spectrum and electrical transport measurement, explore low-temperature phase diagram, metallic behavior and superconductivity under superhigh pressure. On the other hand, based on the chemical reaction under high pressure and high temperature between H2 and Y/YH3, we will synthesize unusual stoichiometric yttrium hydride (YHn; n≥4), study the crystal structure, chemical bonding, metallic behavior and superconductivity using XRD/Raman/infrared spectra, electrical and magnetization measurement. Through the implementation of the project, it is expected to fill the blank of experimental research on metallic hydrogen at 500 GPa, discover new type high-temperature superconductor on hydrogen and yttrium hydride, and achieve new breakthroughs in superconducting transition temperature.
最近,硫氢化物203 K高温超导电性的科学发现使“氢基超导体”成为凝聚态物理领域的研究热点。理论研究表明,金属氢与钇氢化合物是潜在的室温超导体,其高压实验研究具有重要的科学意义。本项目一方面拟基于金刚石对顶砧发展500万大气压的超高压实验新技术,结合拉曼光谱与电输运测量,探索超高压下氢的低温相图、金属化行为和超导电性。另一方面,基于H2与Y/YH3的高温高压化学反应合成具有非传统化学计量比的新型钇氢化合物(YHn; n≥4),并采用高压XRD、拉曼、红外光谱与电输运、磁化性质测量手段研究其晶体结构、化学成键、金属化行为和超导电性。本项目的实施有望填补500万大气压下金属氢的实验研究空白、发现新型高温超导氢和钇氢化合物,实现超导转变温度的新突破。

结项摘要

高压强极端条件下,氢分子会发生解离形成氢原子,并伴随着由绝缘体转变为金属的物性改变。原子相金属氢是潜在高温超导体候选体系,然而,迄今为止还没有观察到原子相金属氢的确切证据。科学家指出,在富氢化合物中,由于重原子对氢原子的化学预压作用,有望在较低压强下获得金属氢。之后,富氢化合物高温超导体成为领域的研究热点。本项目主要研究目标是制备新型的富氢高温超导体,同时开展金属氢的实验探索。在本项目的支持下,我们利用金刚石对顶砧、激光加热、同步辐射X射线衍射、电输运测量等技术,获得了若干创新性的研究成果,主要包括:(1)在二元体系方面,我们通过对金属单质和氨硼烷的混合物在高压条件下加热,成功制备了氢笼合物CaH6、YH6、YH9、EuH6、EuH9等二元富氢化合物,实验观测到前三种氢化物高压下的超导转变温度分别为215K (172GPa)、218K(165GPa)和230K(300GPa);(2)在三元体系方面,我们通过对二元金属合金和氨硼烷的混合物加热,成功制备了氢笼合物(La,Ce)H9、(La,Y)H4,并观测到超导转变温度分别为178K (172GPa)和100K (80GPa);(3)另外,我们也开展了其它轻元素化合物超导电性的研究,利用CALYPSO晶体结构预测软件对La-B体系首先开展了广泛的结构搜索,设计了一种非常规化学计量比的硼笼合物LaB8,并成功合成了该笼合物。理论计算揭示了笼合物LaB8在常压下的超导转变温度可达到14K。这些工作将为进一步寻找高温超导体或者室温超导体提供实质性贡献。. 项目执行期间,共发表标注项目号的SCI论文15篇,其中,包括Physical Review Letters 1篇,Nature Communication 1篇,Materials Today Physics 1篇,Physical Review B 5篇,Physical Review Research 1篇。项目负责人做特邀报告4次。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Superconducting thorium hydrides under high pressure
高压超导氢化钍
  • DOI:
    10.1016/j.ssc.2020.113820
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Solid State Communications
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Hefei Li;Ying Sun;Guangtao Liu;Hongbo Wang;Hanyu Liu
  • 通讯作者:
    Hanyu Liu
High-Temperature Superconducting Phase in Clathrate Calcium Hydride CaH6 up to 215 K at a Pressure of 172 GPa
笼形氢化钙 CaH6 中的高温超导相在 172 GPa 压力下温度高达 215 K
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.128.167001
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Physical Review Letters
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Liang Ma;Kui Wang;Yu Xie;Xin Yang;Yingying Wang;Mi Zhou;Hanyu Liu;Xiaohui Yu;Yongsheng Zhao;Hongbo Wang;Guangtao Liu;Yanming Ma
  • 通讯作者:
    Yanming Ma
Structure and superconductivity in compressed Li-Si-H compounds: Density functional theory calculations
压缩 Li-Si-H 化合物的结构和超导性:密度泛函理论计算
  • DOI:
    10.1103/physrevb.102.184103
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Peiyu Zhang;Ying Sun;Xue Li;Jian Lv;Hanyu Liu
  • 通讯作者:
    Hanyu Liu
Design and synthesis of clathrate LaB8 with superconductivity
超导包合物LaB8的设计与合成
  • DOI:
    10.1177/0023830920943625
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Liang Ma;Xin Yang;Guangtao Liu;Hanyu Liu;Guochun Yang;Hui Wang;Jinqun Cai;Mi Zhou;Hongbo Wang
  • 通讯作者:
    Hongbo Wang
Path to high-Tc superconductivity via Rb substitution of guest metal atoms in the SrB3C3 clathrate
通过 Rb 取代 SrB3C3 包合物中的客体金属原子实现高温超导的途径
  • DOI:
    10.1103/physrevb.105.094503
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Peiyu Zhang;Xue Li;Xin Yang;Hui Wang;Yansun Yao;Hanyu Liu
  • 通讯作者:
    Hanyu Liu

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  • 作者:
    陶占良;王洪波;陈军
  • 通讯作者:
    陈军

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高压下三元富氢高温超导体Ca-RE-H(RE=Y、La、Yb、Lu)的实验合成
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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