含有極高能量密度的單鍵聚合氮和單原子金屬氫,常被稱為極端含能材料。雖然它們需要幾百吉帕的超高壓才能合成,并且難以直接應(yīng)用,但是研究它們的穩(wěn)定性、亞穩(wěn)定性和其他基本特性,仍然對另辟蹊徑尋找極端含能材料甚有價值。在100～200 GPa,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種結(jié)晶態(tài)和非晶態(tài)的聚合氮。立方偏轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)聚合氮和黑磷結(jié)構(gòu)聚合氮是兩種特別有意思的聚合氮,它們的滯后保存現(xiàn)象提供了進(jìn)一步探索氮應(yīng)用的前景。另外,雖然金屬氫被預(yù)估具有最高的能量密度,但預(yù)測只能保存皮秒(ps)的壽命和只能合成皮克(pg)的質(zhì)量,還不是一個有實(shí)用可能性的材料。因此金屬氫應(yīng)被定位為一個興趣導(dǎo)向的基礎(chǔ)科研課題,主要聚焦壓力下分子氫的晶體構(gòu)造和電子結(jié)構(gòu)的奇妙演化過程,即從低密度超寬能帶的絕緣體,到窄能帶的半導(dǎo)體,再到高密度的分子金屬和原子金屬,最后到前所未有的嶄新物理態(tài)。這些挑戰(zhàn)驅(qū)動著超高壓科學(xué)和技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和突破。

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