江蘇師大李印威教授課題組在NC上發表最新研究成果

近日，我校物電學院李印威教授課題組在《Nature Communications》（自然通訊）上發表了題為「Formation of ammonia-helium compounds at high pressure」的研究論文，這是自2018年以來，李印威教授課題組第二次在《Nature Communications》發表研究成果，也是本年度其課題組在物理學頂級期刊《Physical Review Letters》發表研究論文後的又一力作。該論文第一作者為石景明博士，通訊作者為李印威教授和中國科學院固體研究所王賢龍教授。

高溫高壓下NH3-He化合物相圖及(NH3)2He的晶體結構

壓力是獨立於溫度和化學組分的物理學變量，高壓會引發眾多常壓下難以觀察到的新奇物理現象，對於豐富和發展凝聚態物理具有特殊的優勢；高壓下物質呈現眾多的新結構和新性質，是發現和截獲具有新穎性質的新型材料的重要源泉。

惰性氣體氦（He）在常壓條件下很難和其它物質發生化學反應，但近期的一些研究表明，He在高壓環境下開始呈現化學活性，可以和Na、Fe、MgO、FeO2、N2等發生化學反應，進而形成非常規配比新型化合物。我校李印威教授課題組在2018年研究發現He和貴族氣體N2在高壓下可以反應形成穩定的HeN4化合物，研究成果發表在[Nat. Commun. 9, 722 (2018)]上；預言的HeN4被Nature物理學科編輯Philip Ball在Nat. Mate. News的報導中評價為「目前為止報導過的最奇特的氦的化合物」。

巨型冰行星（如天王星和海王星）的地表大氣層中含有大量的惰性氣體He，傳統的觀念認為，在巨型冰行星形成的過程中，He由於其化學惰性不能與其它物質發生化學反應，且其較輕的質量導致其聚集在地表大氣層中。巨型冰行星內部含有大量的NH3，CH4和H2O，且處在高溫高壓的狀態。李印威教授課題組與中科院固體所王賢龍教授合作，通過第一性原理計算和晶體結構預測相結合，發現He可能會以He-NH3化合物的形式穩定存在於巨型冰行星上地幔中。研究表明He和NH3在高壓下會反應形成兩種化合物 (NH3)2He和NH3He，其中 (NH3)2He在高溫下還呈現出由離子相→超離子相→液體相的奇異轉變。該項研究結果對深入理解巨型冰行星內部物質構成以及行星的演化過程提供了理論依據，並為繼續探索巨型冰行星內部其它含He化合物提供了思路。

該成果受到國家自然科學基金優秀青年項目和青年項目的資助。

石景明，法國裡昂大學博士，為我校2018年引進優博，現為物理與電子工程學院講師。研究方向為高壓誘導新材料，主持國家自然科學基金青年項目1項，在Nat. Commun., Phys. Rev. Mater., Phys. Rev. B等刊物發表SCI論文十餘篇，入校以來已發表高水平A1論文1篇、A3論文1篇。

李印威，博士，現為我校物理與電子工程學院教授，國家優秀青年基金獲得者，獲教育部自然科學獎一等獎（第四完成人），入選江蘇省「333工程」高層次人才和六大人才高峰，主要從事高壓下新型功能材料的設計，主持國家級項目2項，在Nature、Nat. Commun.、PRL、PNAS等期刊發表SCI論文60餘篇，被引3000餘次，多篇入選ESI高被引論文。