The use of pressure as a means of a

The use of pressure as a means of altering the physical and chemical states of materials is as fundamental as varying temperature or chemical composition. As a result of experimental limitations, however, the impact of high-pressure studies on the development of condensedmatter science has been comparatively small. These limitations have now been surmounted by recent breakthroughs in the area of diamond-cell technology. The diamond cell is an instrument small enough to fit in the palm of your hand, yet powerful enough to reach static pressures an order of magnitude higher than those attainable by previous techniques. It is now possible to gencrate multimegabar pressures [a megabar is approximately one million atmospheres, or 100 Gigapascals (GPa) in SI units]. Perhaps even more significant than the enormous pressure range now accessible is the fact that the diamonds are excellent windows through which the sample can be viewed. Better yet, we can also use a wide range of electromagnetic radiation to characterize the physical properties of samples in situ at high pressures. These newly acquired capabilities enable us to explore fully the effects of the pressure variable. Indeed, in the small number of systems investigated to date, observation of unexpected behavior in materials at ultrahigh pressures has been the rule rather than the exception.
The search for such phenomena logically begins with hydrogen, the "simplest" element, the first entry in the Periodic Table, and by far the most abundant element in the solar system. At low pressures, hydrogen crystallizes as an insulating molecular solid, but it was recognized in the early years of quantum mechanics that at extreme pressure conditions hydrogen would form a dense plasma (Fowler, 1926). At high compression electrons would no longer remain stable localized in bonds or in core states and would instead delocalize, an idea leading to Bernal's conjecture that at sufBciently high pressures all materials will become metallic (see Wigner and Huntington, 1935).
In their classic study, Wigner and Huntington (1935) were the first to predict that, under extreme pressure, the molecules of solid hydrogen will dissociate to form a
monatomic metallic solid (Fig. 1), and this was predicted to occur at pressures of 25 GPa. Theoretical calculations carried out over the next sixty years have given rise to
the expectation that such a dense metallic solid, in either an atomic or a molecular metallic state, could possess a number of unusual, if not exotic, properties (Ashcroft,
1968; Brovman et al. , 1972). Its study at high pressure has been described as a key problem in modern physics and astrophysics (Ginzburg, 1978). As a result, the
creation of "metallic hydrogen" in the laboratory has become one of the principal goals of high-pressure research.
During the past several years, a great deal of progress has been made in the experimental study of solid hydrogen at ultrahigh pressures. Static pressures above 250
CxPa have now been applied to the material. This pressure far exceeds not only %'igner and Huntington's original estimate of the molecular dissociation pressure, but also many recent calculations of the molecular hydrogen metallization pressure. A variety of surprising new phenomena have been observed by in situ spectroscopic studies. For example, an intriguing phase transition was observed near 150 GPa in both hydrogen and deuterium (Hemley and Mao, 1988, 1989; Lorenzana et al. , 1989). Unique features of this transition include a large low temperature discontinuity in the frequency of the molecular vibron (Hemley and Mao, 1988, 1989; Lorenzana et al., 1989), a large increase in infrared absorption and refiectivity (Mao et al., 1990; Hanfiand et al. , 1993), and
a triple point on its P-T phase line. A new view emerges from recent experimental and theoretical studies that, despite its putative "simplicity, " the behavior of hydro
gen at very high densities is more interesting, unusual, and rich in physical phenomena than previously thought.
The need for accurate measurements of the properties of hydrogen has led to the advancement of ultrahigh pressure technology in general. Studies of hydrogen marked the first confinement of condensed gases above 250 GPa (Hemley and Mao, 1988, 1989), the first micro Raman measurement above 60 GPa (Sharma et al. ,1980a) and 200 GPa (Hemley and Mao, 1988), the first infrared measurements above 50 GPa (Mao et al. , 1984) and 200 GPa (Hanfiand et al. , 1993), the first single crystal x-ray diffraction above 20 GPa (Mao et al. , 1988), the first neutron difFraction above 30 GPa (Glazkov
et al., 1988), the first Brillouin scattering measurement above 20 GPa (Shimizu et al. , 1981), and the first application of synchrotron infrared spectroscopy at megabar
pressures (Hanfiand et al. , 1992). These developments have been essential for testing hypotheses and exploring unpredicted high-pressure behavior of hydrogen, including physical

Kết quả (Việt) 1:

Việc sử dụng các áp lực như một phương tiện thay đổi kỳ vật lý và hóa học của vật liệu là cơ bản như là nhiệt độ khác nhau hoặc các thành phần hóa học. Là kết quả của thử nghiệm hạn chế, Tuy nhiên, tác động của áp lực cao nghiên cứu về sự phát triển của khoa học condensedmatter đã tương đối nhỏ. Những hạn chế này bây giờ đã được vượt qua bởi tại đột phá trong lĩnh vực công nghệ kim cương-tế bào. Tế bào kim cương là một dụng cụ nhỏ, đủ để phù hợp trong lòng bàn tay của bạn, chưa đủ mạnh để đạt được áp suất tĩnh một thứ tự cường độ cao hơn so với những người đạt được bằng kỹ thuật trước. Bây giờ có thể áp lực multimegabar gencrate [megabar một là khoảng một triệu bầu khí quyển, hay 100 Gigapascals (GPa) trong các đơn vị SI]. Có lẽ thậm chí nhiều hơn đáng kể so với áp lực rất lớn phạm vi có thể truy cập bây giờ là một thực tế là những viên kim cương tuyệt vời windows mà qua đó các mẫu có thể được xem. Tốt hơn, chúng tôi cũng có thể sử dụng một loạt các bức xạ điện từ để mô tả các tính chất vật lý của mẫu tại chỗ ở áp suất cao. Những khả năng mới cho phép chúng tôi để khám phá đầy đủ các tác động của biến áp. Thật vậy, trong số lượng nhỏ các hệ thống điều tra tới nay, quan sát hành vi bất ngờ trong các tài liệu tại ultrahigh áp lực đã là quy tắc chứ không phải là ngoại lệ.Việc tìm kiếm các hiện tượng như vậy một cách hợp lý bắt đầu với hydro, yếu tố "đơn giản", mục nhập đầu tiên trong bảng tuần hoàn, và bởi đến nay nguyên tố phổ biến nhất trong hệ mặt trời. Ở áp suất thấp, hydro kết tinh như là một phân tử rắn nhiệt, nhưng nó đã được công nhận trong những năm đầu của cơ học lượng tử ở điều kiện áp suất cực hydro sẽ tạo thành một dày đặc plasma (Fowler, 1926). Nén cao điện tử sẽ không còn giữ ổn định bản địa hoá trong trái phiếu hoặc lõi kỳ và thay vào đó delocalize, một ý tưởng dẫn đến giả thuyết của Bernal tại sufBciently cao áp lực tất cả tài liệu sẽ trở thành bằng kim loại (xem Wigner và Huntington, 1935).Trong nghiên cứu cổ điển, Wigner và Huntington (1935) là người đầu tiên để dự đoán rằng, dưới áp lực cực đoan, các phân tử của rắn hydro sẽ chia rẻ để hình thành mộtkim loại chất rắn (hình 1), và điều này đã được dự đoán xảy ra ở áp suất 25 điểm trung bình. Lý thuyết tính toán được thực hiện trong vòng sáu mươi năm đã cho tăng đếnnhững kỳ vọng rằng như vậy một dày kim loại rắn, trong một nguyên tử hay một phân tử nước kim loại, có thể có một số bất thường, nếu không phải là kỳ lạ, thuộc tính (Ashcroft,năm 1968; Brovman et al., 1972). Nghiên cứu của mình ở áp suất cao đã được mô tả như là một vấn đề quan trọng trong vật lý hiện đại và vật lý thiên văn (Ginzburg, 1978). Kết quả là, cáctạo ra các "kim loại hydro" trong phòng thí nghiệm đã trở thành một trong những mục tiêu chính của nghiên cứu áp lực cao.Trong nhiều năm qua, rất nhiều tiến bộ đã được thực hiện trong nghiên cứu thực nghiệm của rắn hydro ở ultrahigh áp lực. Áp suất tĩnh trên 250CxPa bây giờ đã được áp dụng cho vật liệu. Áp lực này vượt xa không chỉ %'igner và Huntington's ban đầu ước tính của các phân tử phân ly áp lực, nhưng cũng rất nhiều tại các tính toán của các phân tử hydrogen metallization áp lực. Một loạt các hiện tượng mới đáng ngạc nhiên đã được quan sát bởi các nghiên cứu quang phổ tại chỗ. Ví dụ, một giai đoạn chuyển tiếp hấp dẫn được quan sát thấy gần 150 điểm trung bình cả hydro và đơteri (Hemley và Mao, 1988, 1989; Lorenzana ctv., 1989). Các tính năng độc đáo của chuyển đổi này bao gồm một gián đoạn lớn các nhiệt độ thấp trong tần số của phân tử vibron (Hemley và Mao, 1988, 1989; Lorenzana ctv., 1989), một sự gia tăng lớn trong sự hấp thụ hồng ngoại và refiectivity (Mao et al., 1990; Hanfiand et al., 1993), vàba điểm trên dòng giai đoạn P-T của nó. Một cái nhìn mới nổi lên từ tại thực nghiệm và lý thuyết nghiên cứu đó, mặc dù có giả định "đơn giản của nó," hành vi của thuỷ lựcgen ở mật độ rất cao là thú vị hơn, bất thường, và phong phú về hiện tượng vật lý hơn trước đây nghĩ.Sự cần thiết cho các phép đo chính xác các đặc tính của hydro đã dẫn đến sự tiến bộ của công nghệ ultrahigh áp lực nói chung. Nghiên cứu của hydro đánh dấu giam tiên khí ngưng tụ trên 250 GPa (Hemley và Mao, 1988, 1989), đo đạc Raman micro đầu tiên trên 60 GPa (Sharma và ctv., 1980a) và 200 GPa (Hemley và Mao, 1988), đo đạc hồng ngoại đầu tiên trên 50 GPa (Mao và ctv., 1984) và 200 GPa (Hanfiand et al., 1993), nhiễu xạ tia x tinh thể duy nhất đầu tiên trên 20 GPa (Mao et al. 1988), nhiễu xạ neutron đầu tiên trên 30 GPa (Glazkovet al., 1988), đo đạc Brillouin tán xạ đầu tiên ở trên 20 GPa (Shimizu và ctv., 1981), và các ứng dụng đầu tiên của synchrotron phổ hồng ngoại học tại megabaráp lực (Hanfiand et al., 1992). Những phát triển này đã được cần thiết để thử nghiệm giả thuyết và khám phá unpredicted áp lực cao hành vi của hiđrô, bao gồm cả về thể chất

Kết quả (Việt) 2:

Việc sử dụng các áp lực như một phương tiện để thay đổi trạng thái vật lý và hóa học của vật liệu là cơ bản như thay đổi nhiệt độ, thành phần hóa học. Như một kết quả của giới hạn thử nghiệm, tuy nhiên, tác động của nghiên cứu áp lực cao về sự phát triển của khoa học condensedmatter đã được tương đối nhỏ. Những hạn chế này hiện nay đã được khắc phục bởi những đột phá gần đây trong lĩnh vực công nghệ kim cương-cell. Các tế bào kim cương là một công cụ đủ nhỏ để vừa trong lòng bàn tay của bạn, nhưng cũng đủ mạnh mẽ để đạt được áp lực tĩnh theo độ cao hơn so với những người có thể đạt được bằng các kỹ thuật trước đây. Nó bây giờ có thể gencrate áp lực multimegabar [một megabar là khoảng một triệu bầu khí quyển, hoặc 100 Gigapascals (GPa) trong các đơn vị SI]. Có lẽ thậm chí nhiều hơn đáng kể so với phạm vi áp lực rất lớn hiện nay cho mọi người là một thực tế rằng kim cương là cửa sổ tuyệt vời thông qua đó mẫu có thể được xem. Hơn thế nữa, chúng tôi cũng có thể sử dụng một loạt các bức xạ điện từ để mô tả các tính chất vật lý của mẫu tại chỗ ở áp suất cao. Những khả năng mới có được cho phép chúng tôi để khám phá đầy đủ những tác động của biến áp. Thật vậy, trong số ít các hệ thống điều tra đến nay, quan sát hành vi bất ngờ trong vật liệu ở áp suất cực cao đã được các quy luật hơn là ngoại lệ.
Việc tìm kiếm các hiện tượng như vậy hợp lý bắt đầu bằng hydro, yếu tố "đơn giản", mục đầu tiên trong Định kỳ bảng, và đến nay các yếu tố phong phú nhất trong hệ mặt trời. Ở áp suất thấp, hydro tinh như một rắn cách điện phân tử, nhưng nó đã được ghi nhận trong những năm đầu của cơ học lượng tử ở điều kiện áp suất cực hydro sẽ tạo thành một plasma dày đặc (Fowler, 1926). Tại electron nén cao sẽ không còn duy trì ổn định khu trú vào trái phiếu hoặc tại các tiểu bang lõi và thay vào đó sẽ delocalize, một ý tưởng dẫn đến phỏng đoán Bernal rằng ở áp suất sufBciently cao tất cả các nguyên vật liệu sẽ trở thành kim loại (xem Wigner và Huntington, 1935).
Trong nghiên cứu kinh điển , Wigner và Huntington (1935) là người đầu tiên để dự đoán rằng, dưới áp lực cực đoan, các phân tử hydro rắn sẽ phân tách ra để hình thành một
kim loại đơn nguyên tử rắn (hình. 1), và điều này đã được dự đoán sẽ xảy ra ở áp suất 25 MPa. Tính toán lý thuyết tiến hành trên sáu mươi năm tiếp theo đã làm tăng
kỳ vọng rằng đó là một kim loại dày đặc, trong hoặc một nguyên tử hay một trạng thái kim loại phân tử, có thể có một số bất thường, nếu không phải là kỳ lạ, tài sản (Ashcroft,
1968; Brovman et al., 1972). Nghiên cứu của mình ở áp suất cao đã được mô tả như là một vấn đề quan trọng trong vật lý hiện đại và vật lý thiên văn (Ginzburg, 1978). Kết quả là, các
sáng tạo của "hydro kim loại" trong phòng thí nghiệm đã trở thành một trong những mục tiêu chính của áp suất cao nghiên cứu.
Trong nhiều năm qua, rất nhiều tiến bộ đã được thực hiện trong các nghiên cứu thực nghiệm của hydro rắn ở siêu cao áp lực. Áp lực tĩnh trên 250
CxPa hiện nay đã được áp dụng cho các vật liệu. Áp lực này vượt xa không chỉ% 'igner và ước tính ban đầu của Huntington về áp lực phân tách phân tử, nhưng cũng có nhiều tính toán gần đây của các áp lực hydro kim thuộc phân tử. Một loạt các hiện tượng mới đáng ngạc nhiên đã được quan sát bởi trong nghiên cứu quang phổ chỗ. Ví dụ, một giai đoạn chuyển tiếp hấp dẫn đã được quan sát gần 150 GPa trong cả hydrogen và deuterium (Hemley và Mao, 1988, 1989; Lorenzana et al., 1989). Tính năng độc đáo của quá trình chuyển đổi này bao gồm gián đoạn nhiệt độ thấp lớn ở tần số của vibron phân tử (Hemley và Mao, 1988, 1989;. Lorenzana et al, 1989), một sự gia tăng lớn trong sự hấp thụ tia hồng ngoại và refiectivity (Mao et al, 1990. ; Hanfiand et al, 1993), và.
một điểm ba trên dòng giai đoạn PT của nó. Một quan điểm mới xuất hiện từ các nghiên cứu thực nghiệm và lý thuyết gần đây, mặc dù giả định của nó "đơn giản", hành vi của thủy
gen ở mật độ rất cao là thú vị hơn, khác thường, và phong phú trong các hiện tượng vật lý hơn so với suy nghĩ trước đây.
Sự cần thiết phải đo chính xác của tính chất của hydro đã dẫn đến sự tiến bộ của công nghệ áp lực siêu cao nói chung. Các nghiên cứu về hydro đánh dấu sự giam hãm đầu tiên của khí ngưng tụ trên 250 GPa (Hemley và Mao, 1988, 1989), các phép đo Raman vi đầu tiên trên 60 GPa (Sharma et al., 1980a) và 200 GPa (Hemley và Mao, 1988), các phép đo đầu tiên hồng ngoại trên 50 GPa (Mao et al., 1984) và 200 GPa (Hanfiand et al., 1993), đĩa đơn đầu tiên tinh x-ray nhiễu xạ trên 20 GPa (Mao et al., 1988), các neutron đầu tiên nhiễu xạ trên 30 GPa (Glazkov
et al., 1988), các phép đo Brillouin tán xạ đầu tiên trên 20 GPa (Shimizu et al., 1981), và các ứng dụng đầu tiên của synchrotron quang phổ hồng ngoại ở megabar
áp lực (Hanfiand et al., 1992). Sự phát triển này đã được điều cần thiết để thử nghiệm các giả thuyết và khám phá không được tiên đoán hành vi áp suất cao của hydro, bao gồm vật lý