近日，山東大學物理學院夏曰源教授、趙明文教授與合作者，提出了一種製備“金屬氫”的新方法：利用碳納米管高機械強度的特點，在碳納米管內形成超高密度的準一維“金屬氫”。碳納米管不僅可以保護“金屬氫”，而且能有效地降低氫金屬化的臨界壓力，在相對“較低”的壓力下實現氫的金屬化和超導特性。基於量子力學第一性原理的分子動力學模擬顯示，束縛於碳納米管的準一維氫在163.5 GPa下就可以變成金屬，其超導的臨界溫度（
TC∼225 K）也接近室溫。該研究團隊在Eliashberg超導理論的基礎上，發展了相應的理論模型，成功解釋了準一維“金屬氫”的超導特性。這項理論成果為實驗上製備和研究常溫超導體“金屬氫”提供了新的方案。該研究成果以“Hydrogen confined in a single wall carbon nanotube becomes metallic and superconductive nanowire under high pressure”為題，發表在期刊Nano Letters上（影響因子：12.712）。物理學院夏曰源教授和趙明文教授分別為文章的第一作者和通訊作者，化學與化工院馬玉臣教授為共同通訊作者，山東大學為唯一完成單位。研究工作得到了國家自然科學基金委員會、晶體材料國家重點實驗室和山東大學基本科研業務費的支持。
自1935年Wigner和Huntington預言高壓下“金屬氫”的存在以來，“金屬氫”一直是人們的目標，被稱為高壓物理的“聖盃”。“金屬氫”的一個重要性質是它的超導特性。理論計算表明：在450 GPa下（1 GPa= 1萬倍大氣壓），“金屬氫”具有接近室溫的超導特性（TC∼242K）。但是，如此高的壓力對於實驗是一個極大的挑戰。因此，如何在相對“較低”的壓力下獲得“金屬氫”，成為目前的一個重要研究方向。
近年來，趙明文教授團隊一直致力於“低維物理”的研究。該團隊完成的“低維繫統的拓撲電子態、缺陷及界面效應”榮獲2017年山東省自然科學一等獎。2017年，該團隊還從理論上預言了首個二維金屬-有機超導材料Cu-BHT (Nano Letters2017, 17, 6166–6170)，隨後被朱道本院士課題組的實驗研究所證實，為超導材料的研究打開了一個新領域。【來源：山東大學物理學院 作者：宋洪曉 】
文章鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.nanolett.9b00258
https://pubs.acs.org.ccindex.cn/doi/10.1021/acs.nanolett.7b02795
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