Новая работа группы, включающей нескольких ученых Карнеги, показывает, что дисульфид молибдена становится металлическим под сильным давлением. Он опубликован в Physical Review Letters.
Дисульфид молибдена кристаллизуется в слоистой структуре со слоем атомов молибдена, зажатым между слоями атомов серы. Но предполагалось, что изменение этой структуры без внесения в нее примесей может превратить ее в металл. То есть структурный переход может позволить электронам плавно течь.
Команда, в которую вошли Александр Гончаров из Карнеги, Хайдонг Чжан, Сергей Лобанов и Сяо-Цзя Чен, нашли способ вызвать это металлическое состояние, поместив дисульфид молибдена под давление в ячейках с алмазной наковальней.
Они обнаружили, что дисульфид молибдена претерпевал структурные изменения при увеличении давления, и соединение начало переходить в новую фазу.
Команда смогла определить, что эти изменения были вызваны боковым смещением слоев молибдена и серы.
Этот процесс начался при давлении, превышающем 197 000 нормальных атмосферных давлений (20 гигапаскалей), при котором новая фаза и межслойная компоновка стопки начинают появляться и существовать вместе со старой фазой. Полный переход на новую фазу происходит при давлении, примерно в 395000 раз превышающем нормальное атмосферное давление (40 гигапаскалей), после чего соединение становится металлическим.
Они обнаружили, что все эти изменения были обратимы, когда давление снова снизилось.
«Требуется дополнительная работа, чтобы определить, может ли приложение дополнительного давления привести к сверхпроводимости, редкому физическому состоянию, в котором материя способна поддерживать поток электронов без какого-либо сопротивления», — сказал Гончаров.
Остальная часть команды состоит из ведущего автора Чжэнь-Хуа Чи из Китайской академии наук, соавтора Сяо-Мяо Чжао из Центра перспективных исследований науки и технологий высокого давления и Технологического университета Южного Китая, а также соавторов. Томоко Кагаяма и Масафуми Саката из Университета Осаки.