超硬材料國家重點（diǎn）實驗室與（yǔ）德國馬普所等科學（xué）家合作（zuò），在高壓下堿金屬鈉（nà）的結構相變研究上取得突破性進（jìn）展，發現金屬鈉在200萬大氣壓（yā）轉變為“透明”的寬帶隙絕緣體。這一成果發表在3月12日最新一（yī）期的Nature雜誌上，超硬材料國家重點實驗室是第一作者和通訊作者（zhě）單位。

      學術界一直認（rèn）為：高壓可以有效縮短材料的原（yuán）子間距，導致材料的價帶和導帶展寬，進而（ér）使絕（jué）緣體（或半導體）的價（jià）帶和導帶發生重疊（dié），發生絕緣體--金屬相變，或（huò）使金屬的價帶和導帶重疊程度進一步增大。超硬材料實驗室馬琰銘教授及其（qí）合作者發現，金屬（shǔ）鈉在高壓下竟然轉變為寬帶隙絕緣體，這（zhè）一發現對經典高壓（yā）理論提出了挑戰，為高壓理論的進一（yī）步發展帶來了契機（jī）。

      馬琰銘（míng）教授從理論上預（yù）言（yán）：堿（jiǎn）金屬鈉在超高壓下將轉變為（wéi）寬帶（dài）隙的絕緣體，絕緣體鈉具有簡單（dān）而獨特的（de）晶體結構（gòu）??c軸高度壓縮的雙六角密堆結（jié）構。這是第一次在元素單質中發現這種結構。通常，堿金屬在高壓（yā）下會發生電荷轉（zhuǎn）移。鋰的s電子轉移到了p軌道, 鉀，銣和銫的（de）s電子轉移到了d軌道，而鈉的電荷轉移（yí）非常特殊，其s電子卻轉移到了p和d軌道，p和d電子的雜化（huà）形（xíng）成了鈉的雙六角密堆晶體結構。令人驚奇的是：絕緣體鈉的芯電子雲之間發生了（le）高度交疊，鈉原子的所有價電（diàn）子受芯電子排斥而高度局域在晶格間隙（xì）之中，這些在間隙中“凍（dòng）結”的價電子（zǐ）完全失去了自由電子的特性，使金屬鈉變成了絕緣體鈉。絕緣體鈉的（de）電子特性與最近發現的新型電子化合物Electride非常相似，陽離子鈉處於晶（jīng）格的格點上，晶格間隙中高度局域的價電子扮演著（zhe）陰離子的角色（sè）。此時芯電子對原子間化（huà）學成鍵產生了重要影響，從而導致了反（fǎn）常（cháng）的壓致金（jīn）屬--絕緣體相（xiàng）變。

      合作者德國Eremets教授課（kè）題組利用高壓原位光學測量、高壓同步輻射X射線衍射和高壓拉曼實驗證實了馬琰銘教授理論預言的金屬?絕緣體相變。