中国科学院合肥物质院固体所计算物理与量子材料研究部高压团队对氢体系施加了350 GPa的超高压力，绘制出超高压低温相图。相关研究结果发表在Physical Review B?上，并被选为编辑推荐文章。

氢是最轻的元素，其同位素质量比在所有元素中最大，因此氢体系中存在显著的同位素效应。在氢的众多 “组合” 中，氢氘（HD）分子由异核原子组成，不受交换对称性限制，核自旋方向对能级排布没有影响，且HD的分子质量处于纯氢和纯氘之间。这些独特的结构特性让 HD 分子在高压环境下的相图和物性极为受关注。一直以来，氢和氘的高压相图是凝聚态物理领域的热门研究方向，在很宽的压力和温度范围内被广泛研究。目前实验上已经发现了氢的五个高压固相（相I、II、III、IV、V）。然而对氘化氢（HD）的高压相图研究却仍存在诸多疑惑，亟待完善，甚至存有争议，如相HD-IV*和相HD-PRE是否存在，是否存在其他新相。

图：超高压至350 GPa的氢氘混合物H2-HD-D2的压力温度相图

近年来，研究团队不断发展超高压技术，将氢氘混合物的超高压研究边界拓展至350 GPa，获得了五种固体相的高质量拉曼光谱。针对传统相 III 区域，团队进行了压力温度（P-T）扫描，未观测到 HD-IV *?和 HD-PRE 相。

此外，研究团队精准绘制了相III-IV的相边界。该相边界整体呈现负斜率，且在250 GPa以下为-0.95 K/GPa，在250GPa以上为?0.55 K/GPa。随着压力进一步升高，相边界逐渐变得平缓。在带隙研究方面，研究团队发现混合物在300～360 GPa之间的带隙基本介于纯氢和纯氘之间，这表明同位素合金化并没有显著改变金属化压力。固体所博士生徐海岸为论文的第一作者，固体所刘晓迪研究员为论文通讯作者。上述工作得到了中国科学院青促会、国家自然科学基金、合肥物质院院长基金等项目的支持。