硅作为计算机和手机等电子产品的核心材料，是现代信息产业的基石。另外，硅的各种亚稳态也可能是重要的微电子材料。硅的每个亚稳态由于其不同的结构而具有独特的电学和光学特性，并且在不同领域中具有重要的应用前景。通过在减压过程中硅的高压金属相β-Sn结构中的Si-II的相变，可以获得亚稳态硅。转换机理和相变路径受温度，压力，加载速率，剪切应力和样品大小等多种因素的影响。但是，这些热力学和物理因素耦合在一起如何影响亚稳硅的合成？目前，还不清楚。最近，一个国际研究小组由北京高压研究中心，加拿大萨斯喀彻温大学，美国先进光子光源，中国科学院高能研究所和中国科学院高能研究所的研究人员组成科学已经使用时间分辨X射线衍射技术来指示Si-II的两个方面。有两种不同的相变动力学过程和转变机理：一种是在缓慢减压过程中由热激发引起的晶相转变。另一个是在快速卸载过程中晶格的机械塌陷引起的高压金属硅。非晶化。相关研究发表在最近的“ Physics Review Letters”中。如“在快速减压下以亚稳态硅相的形式形成的温度和速率相关路径”。在缓慢的卸载过程中，他们观察到Si-II将直接转变为具有体心立方结构或菱面体结构（bc8或r8）的亚稳态晶体硅。随着卸载速率的增加，相变压力和体积应变增加。大的。在一定温度下，当卸荷率达到一定的临界值时，相变压力将达到固定值，并且不再随卸荷率的增加而变化。此时，Si-II的晶胞体积膨胀将达到临界值，并且其四方结构将机械塌陷而不是结晶。说明：Si-II在不同的温度和卸载速率下具有两个不同的相变路径。实验数据证实临界卸载速率与温度和相变势垒之间具有阿累尼乌斯关系。当其小于临界值时，由Si-II向亚稳态硅的转变是由热激发引起的，其体积应变与相变压力几乎呈线性关系，直至达到应变的临界值而不是结晶。他们的研究结果表明，卸压率，温度，相变势垒和其他因素相互影响，从而影响高压金属硅的相变路径和转换机理，了解这些因素之间的相互耦合关系有助于我们合成特定的物质。稳态非晶硅。