Litium revner ikke under tryk, det transformerer

Ved hjælp af banebrydende teoretiske beregninger udført på NERSC, forskere ved Berkeley Labs Molecular Foundry har forudsagt fascinerende nye egenskaber ved lithium - et let alkalimetal, der har fascineret forskere i to årtier med sin bemærkelsesværdige mangfoldighed af fysiske tilstande ved højt tryk.

"Under standardbetingelser, lithium er et enkelt metal, der danner et lærebog krystallinsk fast stof. Imidlertid, forskere har vist, at når du sætter en lithiumkrystal under pres, atomstrukturen ændres, og noget kontraintuitivt, dets ledningsevne falder, bliver mindre metallisk, "sagde Stephanie Mack, en kandidatstuderende forskningsassistent ved Berkeley Lab og første forfatter af undersøgelsen, udgivet i PNAS . "Vi har opdaget, at det også bliver topologisk, med elektroniske egenskaber, der ligner grafen. "

Topologiske materialer er en nyligt opdaget klasse af faste stoffer, der viser eksotiske egenskaber, såsom at have isolerende interiør, men alligevel meget ledende overflader, også når de deformeres. De er spændende for potentielle anvendelser inden for næste generations elektronik og kvanteinformationsvidenskab. Ifølge medforfattere Sinéad Griffin og Jeff Neaton, lithium bliver topologisk ved høje, men eksperimentelt opnåelige tryk, svarer til en fjerdedel af trykket i Jordens centrum.

Så langt, de fleste eksperimentelt verificerede topologiske materialer indeholder tunge, potentielt giftig, elementer. "Men vi har forudsagt det lithium, tilsyneladende et simpelt metal, kan også have disse unikke egenskaber, "sagde Mack.