过渡金属在工业和国防中有着重要的应用，也是组成固体地球内部的重要元素。了解过渡金属在极端条件下的结构、相变以及物理力学行为对于拓展基础物理理论以及认识地球深部的物性和动力学非常关键。近日，物理与机电工程学院杨超博士团队采用实验与理论相结合的方法，研究了钼（Mo）元素的高压物性，发现了压力诱导的声子谱Kohn异常以及弹性常数软化现象。该工作发表在物理学领域权威刊物Physical Review B上，论文题目为“Kohn anomaly and elastic softening in body-centered cubic molybdenum at high pressure”。
关于Mo元素高压物性的研究一直存在较大争议。该论文基于非弹性X射线散射实验（X-ray）观测到了超高压力诱导的声子谱Kohn和弹性常数异常现象；第一性原理计算结果表明这种异常现象可归因于压力增强的费米面嵌套效应和电子拓扑相变（ETT）。此外，由于异常的s-d电荷转移机制，该论文首次报导了在较低压强条件下（50 GPa）弹性常数异常现象。进一步研究低压和高压下声子谱Kohn异常、弹性常数异常现象，发现该异常现象都与特定的d轨道有关。由于过渡金属V、Nb、Ta、Mo等金属普遍存在Kohn异常与弹性常数异常现象，因而本工作为从微观到宏观上多尺度地探讨典型过渡金属在极端条件下的响应与物理变化以及在深部地球科学中的应用提供了很好的参考。
该工作以吉首大学为第一完成单位，合作单位包括北京理工大学、四川大学、美国伊利诺伊芝加哥大学、上海高压科学研究中心、美国阿贡实验室、美国德克萨斯大学奥斯汀分校，得到了湖南省自然科学基金（NO. 2020JJ5453）和湖南省教育厅优秀青年基金（NO. 20B487）的资助。
论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.105.094105
（审核责任人：黄勇刚）
