【新闻中心讯】燕山大学理学院杨国春教授课题组通过理论研究，提出了一种压力稳定的三元半导体电子化合物Li10AuF。该结构基于锂-氟极化结合压力调控轨道能级机制实现了金（Au）的负七氧化态，同时实现与成对间隙阴离子电子的稳定共存。近日，研究成果以“高压下锂-氟极化驱动金负七氧化态的稳定”为题，在线发表于《自然通讯》(Nature Communications)。
Li10AuF晶体结构、间隙电子、稳定性、电子结构、氧化态调控机制和X元素调制的电子性质演变
探索非常规氧化态是化学与物理科学领域的重要前沿方向，对于拓展元素键合规律和揭示材料电子结构机制具有重要意义。课题组近期提出了一种创新性“双驱动”策略：在高压条件下，将强还原剂锂（Li）与强氧化剂氟（F）协同引入，在三元电子化合物Li10AuF中实现了金（Au）负七价态。该研究突破了传统氧化态调控的范式，为探索元素在极端条件下的异常化学价态提供了新的思路。
研究发现，该绝缘相不仅能够稳定Au的极端负氧化态，还在晶格间隙中形成成对的局域化阴离子电子，使Au原子呈现出与氡（Rn）等同的电子构型。这一现象挑战了传统认识，即间隙阴离子电子难以与高度还原的金属中心在同一化合物中共存，为理解和调控极端化学价态体系中的电子关联提供了新的视角。
进一步的研究表明，通过以碘（I）或磷（P）替代F，可逐步削弱Au的负电荷与间隙电子的局域化程度，使绝缘态的Li10AuF转变为半金属态的 Li10AuI，最终在 Li10AuP中出现超导行为。该结果揭示了化学极化元素组合与高压条件在调控极端氧化态和电子分布方面的协同机制。
该研究获得国家自然科学基金、北京凝聚态物理国家研究中心、河北省自然科学基金等多个项目的资助。论文的第一作者为理学院张孝华老师，通讯作者为理学院杨国春教授。
该课题组长期聚焦于压力诱导的新化学以及电子化合物超导电性的理论研究，并在《Journal of the American Chemical Society》、《Angewandte Chemie》、《Physical Review Letters》等国际知名期刊发表多项重要研究成果，为推动该领域发展作出了积极贡献。（编辑 褚玉晶）
