華盛頓卡內基研究所的研究人員透過對普通氮氣施加巨大壓力,創造了一種新型氮氣。他們的研究結果發表在本週的《自然》雜誌上。
氮氣(N2)在地球上含量豐富,約佔地球大氣層的75%。兩個氮原子之間的三鍵使這種氣體成為非常穩定的化合物。在低壓和低溫下,氮氣形成分子晶體併成為電絕緣體。但科學家預測,透過將這些晶體的壓力提高到50到94吉帕斯卡,氮分子可以轉化為單原子金屬固體。(1吉帕斯卡大約是海平面大氣壓的10,000倍。)
研究人員不僅成功地製造了這種固態氮,還發現與之前的分子晶體不同,氮在這種狀態下變成了半導體。此外,他們還成功地在將壓力降低迴正常水平(在100K以下的溫度下)後保持了氮的固態形式。團隊負責人拉塞爾·亨利說:“空氣的主要部分被轉化為半導體固體並被帶回在環境壓力下保持穩定,這對我們來說是一個重要的突破。”
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這項研究的結果證實了用於預測新特性的理論,例如金屬氫中的高溫超導性。研究人員最初希望以這種方式轉化氫氣,他們希望最終能做到這一點。