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Scientific Reports 12권, 기사 번호: 12341(2022) 이 기사 인용

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리튬-팔라듐 및 리튬-팔라듐-수소 시스템은 실온 이상의 고압에서 조사됩니다. 두 가지 새로운 리튬-팔라듐 화합물이 \({18.7}\,{\mathrm{GPa}}\) 아래에서 발견됩니다. 주위 온도 위상은 임시적으로 \(F{\bar{4}}3m\,\hbox {Li}_{17}\hbox {Pd}_{4}\)로 지정됩니다. \(a = 17.661(1) )\) Å, 8.64 GPa, \(\hbox {Li}_{17}\hbox {Sn}_{4}\)와 등구조. 다른 단계는 고온에서 발생하며 \(I{\bar{4}}3m\, \hbox {Li}_{11}\hbox {Pd}_{2}\), \(a = 9.218( 1)\) 3.88 GPa 및 200\(^\circ {\mathrm{C}}\)에서 Å, \(\hbox {Li}_{11}\hbox {Pt}_{2}\)와 유사, 이는 고압에서도 알려져 있습니다. 시스템에 수소가 존재하면 9.74 GPa에서 \(a = 8.856(1)\) Å인 \(I{\bar{4}}3m\) 구조가 생성됩니다. 이는 연구된 최고 압력인 \({13.3}\,\mathrm{GPa}\)까지 지속됩니다. \({2}\,{\mathrm{GPa}}\) 아래에는 0.39 GPa에서 큰 단위 셀 \(a = 19.324(1)\) Å을 갖는 fcc 상이 수소 존재 하에서도 관찰됩니다. 4 GPa에서 수소 함유 시스템을 가열하면 \(I{\bar{4}}3m\) 상은 리튬의 녹는점까지 지속됩니다. 두 시스템 모두에서 리튬을 녹이면 팔라듐 함유 상으로부터 결정 회절이 손실됩니다. 이는 용융 리튬 내 팔라듐의 용해에 기인하며, 냉각 시 팔라듐은 분산된 상태로 유지됩니다.

리튬과 수소는 부분적으로 낮은 질량에서 발생하는 양자 역학적 효과로 인해 고밀도에서 복잡한 거동을 나타내는 낮은 Z 원소입니다. 둘 다 용융 곡선3,4,5에서 최대값을 가지며 저압6,7에서 명백한 단순성에도 불구하고 복잡한 낮은 대칭 결정 구조를 나타냅니다. 고압 금속 수소화물은 다양한 신규 화합물이 고압에서만 형성되는 것으로 밝혀지면서 최근 상당한 주목을 받고 있으며, 그 중 일부는 기록적인 높은 Tc 초전도성을 가지고 있습니다.

알칼리 금속은 또한 고압에서 새로운 금속간 화합물을 형성하는 것으로 밝혀졌으며 최근에 보고된 다수의 고압 리튬화물이 있습니다. 알칼리 금속은 다른 많은 금속, 특히 귀금속보다 더 전기 양성적이며, 알칼리 금속에서 금속간 화합물의 다른 성분으로의 전하 이동이 안정성에 중요한 역할을 합니다.

다양한 전이 금속 - 리튬 금속간 화합물이 대기압에서 문헌에 보고되었습니다. 일반적으로 이는 반응물을 불활성 대기 하에서 리튬의 녹는점(대기압에서 180 \(^\circ {\mathrm{C}}\))보다 훨씬 높은 온도로 가열하여 합성되며, 담금질된 제품에 대해 특성화가 수행됩니다. 이는 리튬 이온 배터리의 양극 재료로서 에너지 저장 재료에 잠재적으로 응용될 수 있기 때문에 주목을 받았습니다. 현재 층간삽입 유형 화합물에 비해 잠재적으로 훨씬 더 높은 리튬 함량을 제공하므로 에너지 저장 잠재력이 있어 리튬이 풍부한 금속간 화합물의 탐사에 동기를 부여합니다.

팔라듐은 촉매작용과 수소 정제에 널리 사용되는 전이금속입니다. 팔라듐의 수소 친화력은 팔라듐 수소화물 \(\hbox {PdH}_x\)의 압력에 매우 민감하여 1bar 미만에서 형성됩니다. 수소 함량은 형성 시 \(x=0.6\)에서 몇 GPa19에서 \(x=1\)로 증가합니다. 추가 압축에서는 \({100}\,{\mathrm{GPa}}\)20까지 더 높은 수소화물이 생성되는 것으로 관찰되지 않았습니다. 다수의 리튬 팔라듐 금속간 화합물이 \(\hbox {LiPd}_{7}\), \(\hbox {LiPd}_{2}\), \(\hbox {LiPd}의 화학양론을 갖는 대기압에서 보고되었습니다. \), \(\hbox {Li}_{2}\hbox {Pd}\), \(\hbox {Li}_{3}\hbox {Pd}\) 및 \(\hbox {Li}_ {15}\hbox {Pd}_{4}\)21. 이들 모두는 고온에서 형성되어 주변 온도로 급냉되었습니다.

팔라듐 리튬 수소화물, \(\hbox {PdLiH}_x\), \(0.7< x < 1\)도 알려져 있으며 전자-포논 결합에 큰 기여를 하는 낮은 질량 리튬으로 초전도성을 나타내는 것으로 계산되었습니다. . 후속 연구에서는 이를 합성했지만 초전도성은 관찰되지 않았습니다. 10 bar의 수소 대기에서 LiH와 Pd의 등몰 혼합물을 소결하고, 수소 가스 \({270}\,{\mathrm{MPa}}\)에서 LiPd를 가열하고, 밀봉된 혼합물을 압축하는 등 다양한 합성 조건이 사용되었습니다. LiH 및 Pd를 \({3}\,{\mathrm{GPa}}\)로 가열하고 \({773}\,{\mathrm{K}}\)25로 가열합니다. 이들 모두는 x가 1에 가까운 P4/mmm \(\hbox {LiPdH}_x\)를 산출합니다. 주변 압력23 또는 \({270에서 \({4}\,{\mathrm{K}}\)까지 냉각됩니다. }\,{\mathrm{MPa}}\)24는 초전도성을 나타내지 않았습니다. Liu 등25은 2에서 \({300}\,{\mathrm{K}}\), 최대 \({25.2}\,{\mathrm{GPa}}\까지 온도와 압력의 함수로 저항률을 측정했습니다. ) \({18.3}\,{\mathrm{GPa}}\)에서 압력에 따른 저항률의 최소값을 관찰하지만 초전도성은 없습니다. 그들은 이론과 실험의 불일치가 불순물에 의한 산란이나 수소 결손으로 인해 발생할 수 있다고 추측합니다.