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科学家终于解开了隐藏在固体氮中50年的谜团
研究人员发现了有关固态氮高压相难以捉摸的结构的令人信服的证据。氮构成了地球大气的大部分，但在高压和低温下，它可以形成结构异常复杂的固相。尽管进行了多次实验，但 50 多年来，人们对其中一个相 γ-N2 仍知之甚少 [...]
来源:SciTech日报研究人员发现了有关固态氮高压相难以捉摸的结构的令人信服的证据。
地球大气层的大部分成分是氮，但在高压和低温下，它可以形成结构异常复杂的固相。尽管进行了反复的实验和理论研究，但 50 多年来，人们对其中的一相 γ-N2 仍然知之甚少。
研究人员现已发现强有力的证据表明γ-N2采用单斜晶系P21/c结构，每个晶胞中含有两个氮分子。结果证实了长期以来的理论预测，并阐明了一种相的结构，该相似乎占据了比科学家曾经认为的更多的氮压力和温度范围。
解决困难的结构难题
该研究由中国科学院合肥物质科学研究院合肥固体物理研究所刘晓迪教授领导。该团队与爱丁堡大学和其他国际机构的研究人员合作。他们的研究结果发表在《物质与极端辐射》上。
确定 γ-N2 的结构异常困难，因为该相不容易生长为高质量的单晶。相反，它通常形成质量较差的粉末，使得标准结构分析的结论不那么明确。
为了克服这个问题，研究人员结合了同步加速器X射线衍射、拉曼光谱、红外光谱和密度泛函理论计算。这些方法之间的一致性使团队能够将 P21/c 结构与几个竞争模型区分开来。
意外的同位素效应
早期的拉曼测量揭示了一个额外的振动信号，该信号似乎与提议的结构不一致。新研究表明信号并非来自不同的晶体排列。
DOI：10.1063/5.0315313
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