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研究快讯 | LuH2压力诱导的颜色变化
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EXPRESS LETTER
Pressure-Induced Color Change in the Lutetium Dihydride LuH2
Pengfei Shan(单鹏飞), Ningning Wang(王宁宁), Xiquan Zheng(郑希诠), Qingzheng Qiu(仇清正), Yingying Peng(彭莹莹), and Jinguang Cheng(程金光)
Chin. Phys. Lett. 2023 40 (4): 046101
DOI: 10.1088/0256-307X/40/4/046101
文章亮点
实验发现LuH2的颜色在压力下会从蓝色先转变为粉色再变为亮红色，泄压后又回到初始的蓝色。这种压力诱导的颜色变化与Dias等在N掺杂的LuH3-δ中观察到的现象非常类似[Nature 615, 244 (2023)]。然而，高压下的变温电阻测试结果表明，LuH2在7.7 GPa以下、1.5 K以上没有出现超导电性。
图：LuH2在不同压力下呈现的颜色。在环境压力下为深蓝色，在约2.2 GPa时变成粉色，在约4 GPa时又转变为亮红色，且这种压力诱导的颜色变化是可逆的。
LuH2压力诱导的颜色变化
研究背景
近几年，人们在以H3S和LaH10为代表的富氢材料中发现了临界温度(Tc)超过200 K的高温超导电性，点燃了探索近室温超导体的热情。目前，虽然人们在多个稀土富氢化物中都观察到了较高Tc的超导电性，但都需要百万大气压以上的超高压力环境。近期，Dias研究团队在Nature发表论文，宣称N掺杂的LuH3-δ在1 GPa下就可以实现294 K（21 °C）的室温超导，且该材料在压力下还会出现从蓝色到粉色再到红色的颜色变化。这个研究结果一经公布便引发广泛关注，能否重复验证该结果也成为人们普遍关心的问题。
内容简介
基于前期对稀土氢化物的研究基础，中国科学院物理研究所程金光课题组发现常压下稳定存在的LuH2样品，在X射线衍射谱、晶格参数、颜色、以及拉曼光谱等方面，与Dias等报道的样品非常相似。通过利用金刚石压砧原位观测LuH2晶粒的颜色，他们发现其常压为深蓝色，在约2.2 GPa时变成粉色，然后在约4 GPa时又转变为亮红色，泄压后又恢复到深蓝色，表明这种压力诱导的颜色变化是可逆的，这与Dias等报道的实验结果非常类似。然而，高压下的变温电阻测试显示，LuH2在7.7 GPa以下、1.5 K以上没有出现超导。
研究意义和重要性
该实验工作证实LuH2在高压下会发生明显的颜色变化，这虽然与Dias等在N掺杂的氢化镥中观察到的现象类似，但LuH2在高压和低温下并没有出现超导。该结果对于进一步解析Lu-H-N体系的结构和可能的超导电性具有参考价值。
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