多次沖擊加載下硅烷流體的導電特性研究.pdf

1、自從理論預言氫在高壓作用下可能發(fā)生金屬化相變甚至轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢w以來，科學家對氫的金屬化相變問題的研究從未間斷過。但是，沖擊動高壓和靜態(tài)高壓金剛石壓腔(diamond-anvil cell，DAC)技術(shù)研究都證明，實現(xiàn)氫金屬化轉(zhuǎn)變所需的壓力會很高，合成條件非常苛刻，難度極高。曾有人預測在，富氫化合物中非氫元素對氫元素產(chǎn)生的“化學預壓”效應(yīng)，可能降低氫金屬化所需壓力。因此，有關(guān)富氫流體的高壓導電性研究引起人們的特別關(guān)注。
　　本文采用二

2、級輕氣炮加載技術(shù)、低溫液化技術(shù)、以及光電監(jiān)測技術(shù)，分別以恒流源和恒壓源兩種測試電路為電阻測量手段，在相對低壓區(qū)(7-56 GPa)獲得了硅烷的電阻率數(shù)據(jù)點，這些新的數(shù)據(jù)正好分布在硅烷從絕緣體向半導體轉(zhuǎn)變的壓力區(qū)間。結(jié)合相關(guān)文獻中已報道的高壓區(qū)65-138 GPa硅烷電阻率數(shù)據(jù)，本文比較系統(tǒng)地研究了在多次沖擊壓縮區(qū)(7-138 GPa)內(nèi)液態(tài)硅烷的導電特性，得出以下結(jié)論:
　　1.在7-41 GPa沖擊壓縮區(qū)硅烷流體具有較好電絕緣性

3、。
　　2.經(jīng)過分析lnρ～P圖中數(shù)據(jù)點分布特征，發(fā)現(xiàn)在41-138 GPa范圍內(nèi)硅烷電阻率隨壓力呈現(xiàn)出三段不同變化趨勢。lnρ～P曲線分別在52 GPa和105 GPa附近出現(xiàn)明顯拐折點，表明硅烷流體在這兩個壓力點附近可能發(fā)生了結(jié)構(gòu)相變。我們推測，在52GPa附近的拐點可能對應(yīng)硅烷由絕緣體向半導體轉(zhuǎn)變的相變壓力;在105 GPa附近，體系可能發(fā)生了分解反應(yīng)，生成Si+H2+SiH4混合流體狀態(tài)。
　　3.在硅烷中，硅元素的