Металлический водород

Группе ученых из Вашингтонского института Карнеги (США) удалось синтезировать новое водородсодержащее соединение, которое демонстрирует признаки перехода в металлическое состояние при сравнительно низких давлениях.

По предсказаниям специалистов, для получения металла на основе чистого водорода необходимо создать давление около четырех миллионов атмосфер; эта величина превышает давление в центре Земли, а потому подтвердить или опровергнуть предположения на опыте оказалось очень сложно. С практической точки зрения гораздо более перспективными представляются соединения водорода с другими элементами (к примеру, с кремнием): известно, что моносилан SiH4 переходит в металлическое состояние при вдесятеро меньшем давлении, а при достижении одного миллиона атмосфер становится сверхпроводником.

Авторы рассматриваемой работы сообщают о получении нового соединения SiH4(H2)2, которое образуется из смеси SiH4 и H2 при давлении «всего» около 7,5 ГПа. Рентгеноструктурный анализ показал, что для SiH4(H2)2 характерна гранецентрированная кубическая структура (см. рисунок). Причем атомы водорода в данном случае значительно слабее связаны с окружающими, чем в других соединениях.

Проведя исследования при различных давлениях, авторы обнаружили, что с повышением последнего соединение постепенно теряет прозрачность, а при 35 ГПа становится абсолютно черным. Такое потемнение, ранее наблюдавшееся в опытах с моносиланом, как раз и указывает на постепенный переход в металлическое состояние.