近日，吉林大學物理學院黃曉麗教授團隊，聯合吉林大學唐敖慶講座教授、寧波大學崔田教授等科研人員，在金剛石對頂砧裝置的壓力加載技術領域取得了(le)重(zhong)大(da)進展，成(cheng)功(gong)在國內首次突(tu)破(po)了(le)500GPa的壓力極限。相關研究成(cheng)果以“Unified equation of state of tungsten up to 527 GPa using modified toroidal diamond anvil cells”為題，發表在Phys. Rev. B 111, 214101 (2025)雜志上(shang)。

       這個壓力有多大？

       簡單來說，500 GPa相當于地(di)球核心(xin)壓力的(de)1.5倍！或者說是我們日常所處大氣壓的(de)500萬倍。在(zai)這種難以想(xiang)象的(de)極(ji)端環境(jing)下研究(jiu)物質(zhi)，能幫助我們發現新材料、理解地(di)球內部構(gou)造(zao)甚至宇宙星球的(de)奧秘(mi)。

       突破的關鍵：改進的“金剛石壓砧”

       產生這種超(chao)高(gao)壓(ya)力(li)的核心設備(bei)叫做“金(jin)剛石對頂砧”（DAC）。它利用兩顆堅硬無(wu)比(bi)的金(jin)剛石尖對尖擠壓(ya)樣品。然(ran)而，傳統(tong)的金(jin)剛石壓(ya)砧技(ji)術一直被卡在400 GPa的壓(ya)力(li)門檻(jian)上(shang)，難以突破(po)。

       黃曉麗教授(shou)(shou)、崔田教授(shou)(shou)等人采(cai)用了國際(ji)上(shang)提出(chu)的“環形金剛石壓砧”（t-DAC）概念(nian)，并(bing)對其進行了關鍵性的改進（稱(cheng)為mt-DACs）。他(ta)們優化了金剛石的受力分布(bu)，讓它在承(cheng)受巨大壓力時更不容易變形或損壞。正是這種精妙的改良(liang)設計(ji)，成功(gong)突破了400 GPa的限(xian)制，首次在國內實現了500 GPa以上(shang)的超高壓。

       實驗發現：鎢的“硬骨頭”

       為了(le)測試和標定(ding)這(zhe)個創(chuang)紀錄的(de)壓(ya)力，科(ke)學家(jia)們選擇了(le)金屬鎢(wu)作為實驗材料。實驗表(biao)明(ming)，即使在高達527 GPa、足以壓(ya)扁大多數物質(zhi)的(de)極端壓(ya)力下(xia)，金屬鎢(wu)的(de)原子排列結(jie)(jie)構(gou)（稱為“體(ti)心立方”結(jie)(jie)構(gou)）依然保持(chi)穩定(ding)，沒(mei)有發(fa)生改變。這(zhe)種超(chao)強(qiang)的(de)穩定(ding)性本身就是一個重要的(de)科(ke)學發(fa)現。這(zhe)項重要的(de)研究成果標志著我國(guo)在超(chao)高壓(ya)技術領域邁上了(le)一個新的(de)臺(tai)階。

       論文全文鏈接：//journals.aps.org/prb/pdf/10.1103/PhysRevB.111.214101