Direct Hydrogen Quantification in High-pressure Metal Hydrides
高压金属氢化物（MH）的研究发展成为凝聚态物理中的一个蓬勃发展的领域后，实现了金属化合物显示声子介导的近室温超导性。然而，在确定反应产物的化学式方面的严重限制，特别是关于它们的氢含量，阻碍了对合成相的深入理解，并且可能导致显著错误的结论。在这里，我们提出了一种方法来直接访问的氢含量的MH固体合成在高压下（激光加热）金刚石砧单元使用核磁共振（NMR）光谱。结果表明，该方法可用于研究氢含量范围很宽的MH化合物，从MHx（x= 0.15（CuH 0.15））到x <6.4（H6 +-0.4S5）.
2022-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Metallic Hydrogen Sublattice and Proton Mobility in Copper Hydride at High Pressure
用高压核磁共振谱、X射线衍射和从头算研究了Cu 2 H和CuH的原子和电子结构。在40 GPa的压力下合成金属Cu 2 H，在90 GPa下合成半金属CuH，发现其稳定性高达160 GPa。实验和计算表明，在Cu 2 H中形成金属1H-亚晶格以及~10-7 cm 2/s的高1H迁移率。Cu 2 H和FeH数据的比较表明，偏离费米气体的行为，导电氢网络的形成和高1H迁移率可能是金属氧化物的共同特征。
2020-04-08 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring negative pressure by crystal defects: Crack induced hydride formation in Al alloys
气候变化促使人们寻求无碳排放的能源生产和储存解决方案。金属氧化物在这方面表现出很有前途的特性。它们可以通过调整微结构和结构缺陷的负压来进一步稳定。使用系统的从头算和原子模拟，我们表明，在形成的负加压裂纹尖端区域的增强是可行的，通过增加试样上的机械拉伸载荷。理论预测已被用来重新评估和解释原子探针断层扫描实验的高强度7 XXX铝合金，显示出大幅提高氢浓度在结构缺陷附近的应力腐蚀裂纹尖端。这些结果包含重要的意义，提高金属作为H-存储材料的能力。
2022-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Resolving hydrogen atoms at metal-metal hydride interfaces
作为燃料的氢可以以高体积密度安全地储存在金属中。然而，它也可能对金属有害，导致脆化。在原子尺度上理解氢的基本行为是提高金属-金属氢化物体系性能的关键。然而，目前还没有能够可视化氢原子的稳健技术。在这里，我们证明了氢原子可以成像前所未有的集成微分相衬，最近开发的技术进行扫描透射电子显微镜。钛-钛氢化物界面的图像揭示氢化物相的显着稳定性，源自压缩应力和界面相干性之间的相互作用。在三个模型提出30年后，我们还发现了哪一个模型描述了氢原子相对于界面的位置。我们的工作使对金属的新研究成为可能，并可扩展到所有含有轻元素和重元素的材料，包括氧化物，氮化物，碳化物和硼化物。
2019-06-20 cond-mat.mtrl-sci
Metal hydride material requirements for automotive hydrogen storage systems
美国能源部（DOE）发布了轻型车辆车载可充电氢存储系统所需满足的技术目标进展。通过将简化的存储系统和车辆模型与金属氢化物数据库中的插值数据相结合，我们获得了金属氢化物的材料级要求，这些要求可以组装成满足2017年DOE目标的系统。我们假设最小的平衡，工厂的组成部分，系统和没有一个氢气燃烧回路补充加热。油箱的重量和体积取决于对加油时间的严格要求。由此产生的要求表明，至少对于这种特定的应用，目前没有车载可充电金属氢化物满足这些要求。
2013-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Perforation Effect on a Rectangular Metal Hydride Tank for the Hydriding and Dehydriding Process by Using COMSOL Multiphysics Software
本文建立了开孔矩形贮氢器的三维动力学模型。金属氢化物槽由粉末LaNi 5组成，并且管以矩形的几何形状组织，以模拟环境空气通过反应器的流量，这几乎不影响氢化和脱氢反应。利用ComsolMultiphysics（4.2版）软件，通过同时求解能量、质量和动量守恒微分方程，进行了模拟研究。模拟结果与实验数据吻合较好。
2013-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Effects of metals (X = Zn, Co) on structure, electronic bands and gravimetric capacity of KXH$_3$ hydrides
本文利用WIEN2K和第一性原理模拟研究KXH₃（X=Zn, Co）钙钛矿型氢化物的结构稳定性、电子能带和储氢容量，证实其金属性并评估热力学稳定性。
2024-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Violation of the Minimum H-H Separation "Rule" for Metal Hydrides
使用梯度校正、全电子、全势、密度函数计算（包括结构驰豫），发现金属氢化物$RT$ InH $_{1.333}$（R = La、Ce、Pr或Nd; T = Ni、Pd或Pt）具有异常短的H-H分离。对于LaPtInH $_{1.333}$，获得了金属硫化物的最大值（1.454 Ω）。这一发现违反了金属氧化物的经验规则，即最小H-H分离为2 π。对$RT$ InH $_{1.333}$的电子结构、电荷密度、电荷转移和电子局域化函数的分析表明，在T和H之间存在不可忽略的离子成分，H-H相互作用为弱金属键。在H位的电子分布的成对的、局域的和玻色子性质被极化向La和In，这减少了带负电荷的H原子之间的排斥相互作用。这可以解释这些材料中异常短的H-H分离。此外，R-R相互作用有助于屏蔽H原子之间的排斥相互作用。
2002-09-13 cond-mat.mtrl-sci
\textit{Ab Initio} Study of the Magnetic Behavior of Metal Hydrides: A Comparison with the Slater-Pauling Curve
采用密度泛函理论计算方法，研究了金属氧化物FeH $_{x}$、CoH $_{x}$和NiH $_{x}$在不同氢浓度（$x$）下的磁性.研究了金属基质的几种结构相：bcc（$α$）、fcc（$γ$）、hcp（$\varepsilon$）、dhcp（$\varepsilon'$）、FeH $_{x}$的四元结构和CoH $_{x}$的$\varepsilon$ - $γ$相。我们发现，对于CoH $_{x}$和NiH $_{x}$，磁矩（$m$）降低，与浓度$x$无关。然而，对于FeH $_{x}$系统，$m$根据$x$的变化而增加或减少。为了找到磁性金属合金中$m$的这些变化的一般趋势，我们将我们的结果与铁磁金属二元合金的Slater Pauling曲线进行了比较。发现Fe、Co、Ni等金属合金的$m$随$x$的变化符合Slater-Pauling曲线的形状。我们的研究结果表明，有两个主要的影响，确定由于氢化的$m$值：体积的增加导致$m$增加，并添加一个额外的电子的金属总是导致它减少。我们将详细讨论这些行为。
2017-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Coupling Thermal Integration of a Solid Oxide Fuel Cell with a Magnesium Metal Hydride Tank
本文模拟和研究了圆柱形镁金属氢化物贮箱在700 ℃下与运行中的固体氧化物燃料电池（SOFC）热耦合时的脱氢行为。利用三维验证数学模型，模拟了氢从圆柱形镁氢化物储罐中的解吸过程。四个场景进行了模拟：一个基本情况下，其中的热源解吸过程是一个外部加热器周围的坦克。第二种情况检查的辐射热传递的影响，从固体氧化物燃料电池的金属氢化物作为一个可能的热源的解吸过程。第三种方案使用来自SOFC阴极的废气作为被驱动到氢化物的热源，第四种方案是来自SOFC阴极的废气和外部加热器两者的组合作为用于解吸的热源。结果表明，采用外加热器和排气热结合的方式，可以使燃料电池的温度分布均匀，提高了脱附能力。
2014-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Data-driven Design of High Pressure Hydride Superconductors using DFT and Deep Learning
本研究结合DFT计算与图神经网络模型，预测900余种氢化物在高压下的临界温度，加速筛选出122个性能优于MgB$_2$的动态稳定结构，构建了高压氢化物超导体的完整图谱。
2024-05-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity at 215 K in lanthanum hydride at high pressures
在P = 170 GPa的氢气气氛中，采用激光加热镧的方法合成了氢化镧（LaHx）。样品在209 K和170 GPa下出现超导台阶，电阻随温度变化。通过释放压力到150 GPa，超导转变温度Tc增加到215 K -记录Tc。这一发现支持了一种实现Tc高于H3 S（203 K）中具有方钠石状结构的超导体的方法，该方法首先针对CaH 6（Tc=245 K）提出，后来针对钇和镧的超导体提出，其中预期具有更高的室温超导性。
2018-08-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Two-stage Hydrogen Compression Using Zr-based Metal Hydrides
采用高频感应悬浮炉，在氩气保护下，由纯元素经熔炼和再熔炼制备了含有相同类型A、B金属的Zr基AB_2-Laves相型合金。通过粉末X射线衍射（XRD）测量和SEM/EDX分析对合金进行了表征。使用高压Sievert型仪器，在20和90 ℃下记录了系统的PCI（压力-组成-等温线）测量。本研究的目的是寻找一系列具有合适性能的快速形成金属间化合物（MH）的合金，以建造MH基氢压缩机，在20 ~100 ℃之间以相同的方式工作。
2012-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Metal (boro-) hydrides for high energy density storage and relevant emerging technologies
当前的能源转型要求快速实现具有高能量密度和突出的再生和循环效率的能量存储系统。当与燃料电池单元和/或电池耦合时，金属氧化物是用于广义能量存储的潜在候选者。本文综述了近年来纳米氢氧化物薄膜在储氢、储热以及氢气光学传感器用薄膜等方面的研究进展。这些包括选择的单金属硼化物，Ti-V（Fe）基金属间化合物，多主元素合金（高熵合金），和一系列新的合成可获得的金属硼化物。金属氢化物材料对于具有高容量（例如MgH 2 ~ 2000 mAh g-1）的MH基电极和显示分别适用于Li离子和Li/Mg电池技术的高离子电导率的固态电解质也可以是重要有用的。为了促进进一步的研究和发展方向，一些表征技术致力于研究的M-H相互作用，他们的平衡反应，并在薄膜和散装氢浓度的额外定量介绍在这篇手稿的最后。
2020-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Predicted formation of superconducting platinum-hydride crystals under pressure in the presence of molecular hydrogen
贵金属在常压下呈密排结构，在高压下很少发生结构转变。特别是铂（Pt），通常被认为是不活泼的，因此预计在压力下不会形成硫化物。我们预测，铂氢化物（PtH）有一个较低的焓比它的组成部分固体铂和分子氢在21.5 GPa以上的压力。我们计算了在70和80 GPa之间从四元到六方密排或面心立方（fcc）PtH的结构相变。线性响应计算表明，PtH在这些压力下是超导体，其临界温度约为10- 25 K。这些发现有助于阐明最近在富氢材料中观察到的压力诱导金属化和超导性。我们表明，在压力下形成面心立方金属超导体是常见的贵金属超导体，并研究在这些材料的超导性的可能性。
2011-08-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The Search for Superconductivity in High Pressure Hydrides
高压下二元超导体相图的计算和实验探索揭示了具有新颖化学计量和结构的相，其中一些在相当高的温度下是超导的。在这里，我们回顾了过多的研究，在过去的十年中已经进行的主族和过渡金属氧化物，以及一些稀土氧化物在金刚石压砧单元可达到的压力。数据的集合表明，超导性的倾向取决于用于“掺杂”氢的物质，其中一些最高值是由属于碱金属和稀土元素，或磷属元素和硫属元素家族的元素获得的。
2018-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Crystal Structure of Gold Hydride
通过Ponyatovskii等人，Sov.物理学25（1982）596。在本文中，我们考虑的体积增加的金属氢化物和可能的晶体结构的金氢化物与汞的结构，最近的邻居的Au在周期表中。AuH的建议结构具有基本的四面体为中心的单元，与汞结构Hg-tI 2非常相似。在费米球-布里渊区相互作用模型下讨论了这种结构稳定的原因。
2014-12-17 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogenation kinetics of metal hydride catalytic layers
通常采用金属氢化物顶部的催化覆盖层来增强基于金属氢化物的系统（例如氢传感器）的氢化动力学。在这里，我们实验研究的氢化动力学的覆盖层组成的几种合金的Pd和Au以及Pt，Ni和Ru，所有与和没有一个额外的PTFE保护层，使用一种新的方法和相同的实验条件下。我们的研究结果表明，掺杂Pd与Au的结果在显着更快的氢化动力学，与响应时间高达五倍短于Pd通过增强扩散和降低的活化能。非Pd基材料的动力学被证明是显著较慢的，并且主要受到通过覆盖层本身的扩散的限制。令人惊讶的是，额外的PTFE层仅被发现改善了钯基封端材料的动力学，而对Pt、Ni和Ru的动力学没有显着影响。综上所述，实验结果有助于合理选择一种合适的封盖材料，用于金属陶瓷和其他材料在绿色经济中的应用。此外，所开发的方法可用于同时研究氢化动力学和确定扩散常数在薄膜材料的广泛的实验条件。
2021-04-23 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen localization under thermal gradients in hydride forming metals
Quantum Technologies AB（量子技术股份有限公司）
本文提出了一种计算方法，用于研究热梯度下氢在氢化物形成金属中的定位，通过热力学波动理论和固溶度关系，分析氢在固溶体和氢化物相中的分布。
2025-12-29 cond-mat.mtrl-sci
Electronic structure and optical properties of lightweight metal hydrides
采用第一性原理密度泛函理论和GW计算方法，研究了简单的LiH，NaH，MgH 2和AlH 3，以及复杂的Li3AlH 6，Na3AlH 6，LiAlH 4，NaAlH 4和Mg（AlH 4）2的电子结构和介电函数.所有这些化合物都是具有GW单粒子带隙的大带隙绝缘体，所述GW单粒子带隙从AlH3中的3.5eV变化到MAlH4化合物中的6.5eV。价带由氢原子主导，而导带具有来自氢和金属阳离子的混合贡献。铝化合物的电子结构主要由氢化铝配合物及其相互作用决定。尽管各种化合物的能带结构和带隙之间存在相当大的差异，但它们的光学响应在性质上是相似的。在大多数光谱中，光吸收在6eV以上急剧上升，并在8eV附近具有强峰。在光谱的定量差异解释的化合物的结构和电子结构。
2006-09-08 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic calculations using reverse Monte Carlo: A computational workflow for accelerated construction of phase diagrams for metal hydrides
本研究扩展了基于晶格逆向蒙特卡罗（RMC）的热力学计算框架至金属氢化物，通过计算PCT等温线构建相图，仅需少量构型即可高效完成，为材料发现提供新途径。
2023-08-05 cond-mat.mtrl-sci
Synthesis and Superconductivity in Yttrium-Cerium Hydrides at Moderate Pressures
受钇过氢化物的高临界温度和超导铈过氢化物的低稳定压力的启发，我们进行了四次独立的实验来合成钇铈合金氧化物。通过拉曼散射和X射线衍射测量来检查相。在114 GPa ~ 120 $\pm$ 4 GPa的压力范围内，在97-140 K的临界温度范围内检测到了零电阻态的超导性。合成的超导体的最高临界温度比文献报道的铈氧化物的高，而相应的稳定压力比超导钇氧化物的低得多。结构分析和理论计算表明，$_{0.5}$-H-$_9$空间群为$P6_3/mmc$，计算的临界温度为119 K，与实验结果基本一致.这些结果表明，合金化超导体确实可以在许多实验室可达到的适度压力下保持相对高的临界温度。
2022-08-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Photochemical Synthesis of P-S-H Ternary Hydride at High Pressures
碳质硫氢化物（C-S-H）室温超导性的发现引起了人们对三元富氢材料的极大兴趣。本文报道了以单质硫（S）、磷（P）和分子氢（H_2）为原料，在高压和室温下通过光化学反应合成三元氢化物P-S-H。加压拉曼光谱表明，在0.9GPa下激光加热后生成了H_2S和PH_3化合物，进一步压缩到4.6GPa时生成了三元范德华化合物P-S-H。P-S-H化合物可能是PH_3和（H_2S）_2 H_2的混合合金，具有类似于C-S-H体系的主客体结构。该三元氢化物至少能在35.6 GPa下持续存在，并在23.6 GPa和32.8 GPa下出现两个相变。本文报道的P-S-H三元氢化物是一种具有近室温相变的新型氢化物超导体的候选者。
2021-12-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electron Ptychography Images Hydrogen Atom Superlattices and 3D Inhomogeneities in Palladium Hydride Nanoparticles
研究采用电子叠层成像技术直接对氢化钯纳米立方体中的氢原子进行三维成像，发现了氢的一维超晶格有序排列和局部三维团簇现象，揭示了金属氢化物纳米颗粒中此前无法探测的空间不均匀性。
2025-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Pressure-induced thermal expansion anomalies in dhcp iron hydride associated with magnetoelastic coupling
The University of Tokyo（东京大学）；Yale University（耶鲁大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）；Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research（高压科学与技术先进研究中心）；Pohang University of Science and Technology（浦项科技大学）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute（日本同步辐射研究所）
研究揭示 dhcp 铁氢化物在压力下热膨胀异常与磁弹性耦合的关系，通过实验和理论结合的方法确定磁转变温度及耦合效应。
2026-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Tellurium Hydrides at High Pressures: High-temperature Superconductors
在兆巴压力下观测到硫的高温超导性，产生了在其他压缩的富氢化合物中寻找新超导体的不可抗拒的浪潮。一个直接的努力是探索碲的相关候选者，其中碲与硫是等电子的，但它具有更重的原子质量和更弱的电负性。用第一性原理群结构搜索方法研究了碲铋矿高压相图。在140 GPa以上发现了H_4Te、H_5Te_2、HTe和HTe_3四种能量稳定的金属化学计量比，显示了碲碲化物与硫和硒碲化物不同的势能图。这两个富氢的H4 Te和H5 Te 2物种分别采用含有奇异准分子H2和线性H3单元的离子结构。与中频H衍生的摇摆和弯曲模式相关的强电子-声子耦合使它们成为具有46-104 K范围内的高Tc的良好超导体。
2015-04-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High-pressure phase stability and superconductivity in La-Zr-H hydrides
Shenyang National Laboratory for Materials Science, Institute of Metal Research, Chinese Academy of Sciences（中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室）；School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology of China（中国科学技术大学材料科学与工程学院）；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学与技术学院）；Department of Computer Science, Xinzhou Normal University（忻州师范学院计算机系）
研究通过计算揭示La-Zr-H氢化物在高压下的稳定相及高临界温度超导性，发现多个稳定超导相并预测高Tc值。
2026-03-12 cond-mat.mtrl-sci
Novel Superconducting Ternary Hydrides under High Pressure
基于元素替换构建115种三元氢化物，通过三步法筛选出三种Tc高于110K的氢笼状亚稳态超导化合物，丰富了高压三元氢化物数据库。
2024-11-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductive "sodalite"-like clathrate calcium hydride at high pressures
富氢化合物有望在高压下成为高温超导体。最近的理论氢化物结构实现高压超导主要由H2碎片。通过一个系统的调查与不同的氢含量的钙离子，使用粒子游泳优化结构搜索，我们表明，在化学计量学的CaH 6的体心立方结构与氢，形成不寻常的“方钠石”笼含有enclethrated钙稳定以上的压力150 GPa。这种结构的稳定性来源于两个H2接受由Ca提供的电子，形成“H4”单元作为三维方钠石笼的构建中的构建块。这种独特的结构部分占据了区域中心的简并轨道。由此产生的动态Jahn-Teller效应有助于增强电子-声子耦合并导致CaH 6的超导电性。由Eliashberg方程的解得到的超导临界温度（Tc）为220-235 K（150 GPa），是迄今为止所研究的超导体中最高的。
2012-03-01 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
High-Entropy Hydrides for Fast and Reversible Hydrogen Storage at Room Temperature: Binding-Energy Engineering via First-Principles Calculations and Experiments
尽管人们对固态氢化物形式的氢的紧凑和安全储存有很高的兴趣，但在室温下在接近大气压的压力下可逆和快速储存氢的合金的设计是一个长期的挑战。在这项研究中，第一性原理计算与实验相结合，开发高熵合金（HEAs）的室温储氢。设计并合成了具有Laves相结构和低氢结合能（-0.1 ~-0.15eV）的TixZr_（2-x）CrMnFeNi（x = 0.4-1.6）合金。HEAs在室温下以Laves相的形式可逆地储存氢，而（去）氢化压力随着锆分数的增加而系统地降低，与结合能计算结果良好一致。氢化动力学快速，氢化发生无需任何活化或催化处理，储氢性能保持稳定至少1000次循环，并且存储容量高于商业LaNi 5。目前的研究结果表明，理论计算和实验相结合是一个有前途的途径，以设计新的高熵的高性能储氢。
2023-01-07 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in Dilute Hydrides of Ammonia under Pressure
本研究通过理论计算发现，高压下氢与氨结合可形成基于NH₄⁺超碱阳离子的超导稀氢化物，其最高T_c达179 K，为探索新型超导材料提供了新思路。
2024-05-19 cond-mat.mtrl-sci
Accelerating Crystal Structure Prediction Using Data-Derived Potentials: High-Pressure Binary Hydrides
本文用迭代 AIRSS 数据训练的 EDDP 加速 100 GPa 二元氢化物结构搜索，发现多种富氢、超分子及亚化学计量新相，并指出通用 MLIP 仍需针对性数据。
2025-09-27 cond-mat.mtrl-sci
The Hydride Anion in an Extended Transition Metal Oxide Array: LaSrCoO_3H_{0.7}
本文报道了一种过渡金属氧化物氢化物LaSrCoO_3 H_{0.7}的合成和结构表征。金属中心通过它们与氧化物和氢化物配体的键合而强烈耦合，以产生高达至少350 K的磁有序。合成路线是足够普遍的，允许一类新的含过渡金属的电子和磁性材料的预测。
2002-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase diagram and superconductivity of polonium hydrides under high pressure
采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，系统地研究了钋的高压结构、相图和超导电性。随着压力的增加，几个化学计量比（PoH，$\textrm{PoH}_\textrm{2}$，$\textrm{PoH}_4$和$\textrm{PoH}_6$）被预测在过量氢环境中稳定。除PoH外，所有已报道的化合物都显示出有趣的结构特征，其中出现了$\textrm{H}_2$单元。此外，我们的电子能带结构和投影态密度（PDOS）表明，这些能量稳定的相是金属。应用Allen-Dynes修正的McMillan方程和电子-声子耦合参数计算结果表明，$\textrm{PoH}_4$是一种超导体，在300 GPa时，其临界温度$T_c$为41.2-47.2 K。
2015-03-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Dynamic optical properties of metal hydrides
金属氢化物在氢化时通常显示出光学性质的显著变化。这些位移使它们成为许多可调谐光学器件的主要候选者，例如光学氢传感器和可切换反射镜。虽然这些金属中的一些，如钯，已经得到了很好的研究，但许多其他有前途的材料仅在有限的光学范围内进行了表征，并且缺乏氢负载的直接原位测量，限制了它们的潜在应用。此外，还没有系统的研究可以对这些金属进行明确的比较。在这项工作中，我们提出了这样一个系统的研究动态可调的光学性质的Pd，Mg，Zr，Ti和V在整个氢化与波长范围为250 - 1690 nm。这些测量是在环境室中进行的，该环境室将通过石英晶体微量天平的质量测量与在高达7 bar的氢气中的椭圆偏振测量相结合，使我们能够确定氢加载期间的光学特性。此外，我们证明了通过改变退火条件的钛和它的氢化物的光学性质的进一步的可调谐性，我们调查钯的氢化循环过程中发生的光学和重量滞后。最后，我们展示了几个纳米级的光学和等离子体激元结构的基础上，这些动态特性。我们显示的结构，氢化后，表现出5个数量级的反射率，>200 nm的共振位移，和> 3000%的相对传输切换的变化，这表明了广泛的应用。
2018-09-04 cond-mat.mtrl-sci
Ultra-fast yttrium hydride chemistry at high pressures via non-equilibrium states induced by x-ray free electron laser
本研究利用EuXFEL的高亮度X射线脉冲，通过非平衡路径在125GPa下合成了未被观测过的A15结构亚稳态氢化钇，实现了传统方法无法达成的氢含量调控，为亚稳态化学物理提供新范式。
2023-07-21 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in atom-intercalated quaternary hydrides under ambient pressure
本文利用AI搜索引擎InvDesFlow预测常压稳定四元氢化物超导体，发现K₂GaCuH₆和K₂LiCuH₆的Tc分别达68 K和53 K，并提出原子插层通过声子软化和增强电子-声子耦合提升超导电性。
2025-08-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Nanoscale characterisation of hydrides and secondary phase particles in Zircaloy-4
氢和金属的相互作用仍然具有工业相关性，并且是创建和支持核反应堆运行安全案例的关键部分。在目前的工作中，我们探讨了储氢和氢化物的形成在锆合金。我们使用扫描透射电子显微镜（STEM），包括能量色散谱（EDS/EDX），电子能量损失谱（EELS），和高分辨率STEM的结构和界面的精细尺度的陶瓷。原子探针断层扫描（APT）进一步支持化学表征。样品用低温聚焦离子束加工（cryo-FIB）制备，在α-Zr基体中含有FeCrZr和FeCrZr第二相粒子（SPP）。主要发现包括表征不同的界面平面的基础上的大小的溶质和化学再分配的溶质提前的合金-金属界面。我们还发现大量（高达6原子%）氢保留在锆基质内的溶液中，并且显示出仅具有17原子%氢的氢化物，这远低于α-相化学计量的氢，表明其是胚胎氢化物。这些发现有助于我们了解氢的分布和纳米级形貌的锆，这可能会影响锆基核燃料包壳的寿命。
2021-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen ordering influence on the proton spin-lattice relaxation time in metal-hydrogen compoun Hydrogen ordering influence on the proton spin-lattice relaxation time in metal-hydrogen compounds
本文介绍了LaHX体系镧有序化的实验研究结果。结果表明，所得到的结果可以解释为对LaH ~ 2 +c ~+中存在序-序变换的一个间接确认.
2006-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning-Driven Structure Prediction for Iron Hydrides
本研究创建结合机器学习原子间势与最小跳跃算法的计算工作流，生成氢化铁通用机器学习势并探索其不同压力下的能量景观，通过结构预测重现已知结构并发现新低焓结构，证实方法有效性。
2023-11-10 cond-mat.mtrl-sci
Modelling hydrogen storage in metal hydrides
本研究构建金属氢化物储氢一维数学模型，通过无量纲化约简方程组并数值求解，引入反应常数空间相关性解释实验中的异常温度梯度，为储氢过程分析提供理论支撑。
2025-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Feasible route to high-temperature ambient-pressure hydride superconductivity
本文通过高通量计算筛选常压三元氢化物，发现亚稳态 Mg$_2$IrH$_6$ 预测临界温度达 160 K，并提出经由高压稳定的 Mg$_2$IrH$_7$ 合成该超导体的可行路线。
2024-04-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Characterization of local deformation around hydrides in Zircaloy-4 using conventional and high angular resolution electron backscatter diffraction
锆-4被用作水反应堆的燃料包壳材料，因为它具有良好的机械性能、耐腐蚀性和低热中子吸收截面。然而，锆-4合金的机械性能在使用过程中会由于氢吸收和氢化物形成而降低。这些碳化物是脆性的，并且通常降低材料的强度和韧性，以及增加对延迟氢化物开裂（DHC）的敏感性。在这项工作中，大晶粒锆-4与锆合金制备，然后使用低温离子束抛光，使用等离子体聚焦离子束（pFIB）和宽离子束（BIB）的方法，使制备一个非常高品质的平坦表面，没有优先蚀刻的氢化物或锆金属（通常金相抛光优先删除锆）。然后使用常规和高角分辨率电子背散射衍射（EBSD）分析来探索锆基质和纳米晶之间的形态、变形场和取向关系。收集了四个图用于分析，其包括晶界附近的氢化物：（a）其中氢化物平滑地装饰在三重结附近的两个连接边界上;（b）其中氢化物平滑地装饰边界;（c）界面的平滑装饰和突出到晶粒中的混合物;（d）突出到一个晶粒中的细尺度氢化物。这项工作突出了锆基体中氢化物的不相容性与氢化物和基体的取向关系以及晶界特征密切相关。这些结果可能使增强理解的作用，在断裂以及应力诱导氢化物重取向和DHC的敏感性。
2023-03-15 cond-mat.mtrl-sci
Phase Transitions and Superconductivity in Ternary Hydride Li$_2$SiH$_6$ at High Pressures
我们预测了一种新的三元氢化物Li $_2$ SiH $_6$在高压下。对Li $_2$ SiH $_6$化合物的结构进行了系统的研究，发现了具有有趣的电子和声子性质的新的稳定相。结果表明，$_2$-SiH-$_6$在常压至400 GPa范围内是动态稳定的，具有三个新相：P312，P $\bar{3}$和P $\bar{6}$ 2 m.电子-声子耦合计算结合Bardeen-Cooper-Schrieffer的论证表明该化合物可能是高压下高$T_c$超导体的候选者。特别地，$P\bar{6}2m$ -Li $_2$ SiH $_6$的最大$T_c$在400 GPa下达到56 K。这些发现可能为在致密富氢化合物中获得室温超导体铺平道路。
2022-09-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Competition between superconductivity and molecularization in quantum nuclear behavior of Lanthanum Hydride
氢化镧是已知临界温度最高的超导体。人们认为，超导性是标准的BCS型，电子形成库珀对和打开超导带隙。在这里，我们表明BCS电子配对与另一种配对：共价键竞争。我们发现，在较低的压力下，共价配对是有利的，超导立方相变得不稳定，随着压力的降低。先前基于静态弛豫的计算忽略了三个因素，所有这些因素对于稳定立方相都是重要的。有限的温度起着作用，两个量子效应也很重要--核波函数有助于H $_2$分子的不稳定，零点压力意味着标准方法计算的压力明显过高。我们证明了这些现象，使用Born-Oppenheimer和路径积分分子动力学：这些给出了相同的定性图片，与核量子效应（NQE）的过渡压力显着增加。这种分子化与超导能隙形成之间的竞争是氢化物超导体迄今为止只在高压下发现的根本原因。
2023-03-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Physically Interpretable Descriptors Drive the Materials Design of Metal Hydrides for Hydrogen Storage
本文提出基于最少物理可解释描述符的闭式模型，预测金属氢化物的质量氢密度和室温平衡压力，精度媲美机器学习，并揭示盐型与间隙型氢化物的性能权衡，指出Be基合金为兼顾两者的罕见候选。
2025-10-26 cond-mat.mtrl-sci
Hydride Units Filled B--C Clathrate: A New Pathway for High-Temperature Superconductivity at Ambient Pressure
提出将氢化物单元嵌入B-C笼合物结构，实现环境压力下高温超导，预测SrNH₄B₆C₆的T_c为85 K，PbNH₄B₆C₆达115 K。
2024-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconducting hydrides under pressure
硫化氢和氢化镧压缩样品在250 K时在200 K以上超导性的测量，正在重振对传统高温超导体的研究。与此同时，它揭示了理论，计算和实验之间迷人的相互作用。传统的超导性是很好的理解，理论工具是可用于准确预测的超导临界温度。这些预测依赖于了解所考虑的材料的微观结构，现在可以通过计算第一原理结构预测来提供。在所需的兆巴压力下进行实验是极具挑战性的，但至少对某些小组来说，允许对材料空间进行实验探索。我们讨论了寻找新的超导体的前景，理想的是在较低的压力。
2019-10-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Search for thermodynamically stable ambient-pressure superconducting hydrides in GNoME database
Max-Planck-Institut für Mikrostrukturphysik（马克斯·普朗克微结构物理研究所）；Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg（马丁·路德·哈勒-维滕贝格大学）；University of Coimbra（科英布拉大学）；Periodic Labs（周期实验室）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克大学）；Centro de Física de Materiales (CFM-MPC), CSIC-UPV/EHU（材料物理中心，西班牙国家研究委员会-巴斯克大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究通过分析GNoME数据库，利用机器学习和ab initio方法评估常压下热力学稳定的氢化物超导性能，发现25种立方氢化物的超导临界温度最高达17 K。
2026-03-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con quant-ph
Hydrogen uptake and hydride formation in Al$_x$CoCrFeNi high-entropy alloys: First-principles, universal-potential, and experimental study
Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）；Max-Planck-Institut for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；University of Stuttgart（斯图加特大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射中心）；Goethe University Frankfurt（法兰克福歌德大学）；Federal Institute for Materials Research and Testing (BAM)（联邦材料研究与测试研究所）
研究通过实验和计算揭示铝基高熵合金中氢吸收机制，发现铝元素抑制氢溶解，B2有序结构影响氢化物形成。
2026-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Prediction and Synthesis of Mg$_4$Pt$_3$H$_6$: A Metallic Complex Transition Metal Hydride Stabilized at Ambient Pressure
本研究通过ab initio预测与实验合成，在Mg-Pt-H体系中发现了新型金属复合过渡金属氢化物Mg$_4$Pt$_3$H$_6$，该材料在环境压力下稳定且超导转变温度为2.9 K，为富氢超导体提供了新见解。
2025-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Theory for Metal Hydrides with Switchable Optical Properties
最近，人们发现镧、钇和其他金属氢化物薄膜在金属-绝缘体转变时显示出显著的光学性质变化。在高能量尺度上的这种变化表明电子结构最好由基于带负电荷的氢（H $^-$）离子的局部模型来描述。我们发展了H $^-$离子晶格中强关联的多体理论。金属氢化物由Anderson晶格模型的大$U$极限描述。我们使用镧氢化物作为这些化合物的原型，并发现LaH $_3$是一个绝缘体与一个实质性的差距与实验一致。由于强电子关联，它既可以被看作近藤绝缘体，也可以被看作能带绝缘体。发现LaH $_3$中的H空位态是高度局域化的，这是由于氢和金属原子的电子轨道之间的强键合。与通常半导体中的杂质态不同，空位中只有微弱的内部光学跃迁。金属-绝缘体转变发生在这些空位状态的带中。
1998-07-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Physical properties of transition metal hydride superconductors Mg2TmH6 (Tm = Rh, Pd, Ir, Pt) by first-principles calculations
Mawlana Bhashani Science and Technology University（毛拉纳·巴沙尼科技大学）；University of Rajshahi（拉杰沙希大学）；Rajshahi University of Engineering and Technology（拉杰沙希工程与技术大学）
通过第一性原理计算研究Mg2TmH6氢化物的结构、储氢潜力、电子、弹性、机械、热物理、超导和光学性质，发现其具有优良的储氢、机械强度、超导性和多功能光学性质，适用于能源存储、超导和先进光电子应用。
2026-04-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Models for Metal Hydride Particle Shape, Packing, and Heat Transfer
提出了一种金属氢化物粉末热传导的多物理场模拟方法，包括颗粒形状分布、尺寸分布、颗粒堆积结构和有效导热系数。提出了一种统计几何模型，该模型复制了循环氢化物爆裂实验观察到的颗粒尺寸和形状分布的特征。通过基于能量的结构优化方法模拟了这些颗粒的样本集的准静态致密堆积。这些颗粒堵塞（即，固化），密度（固体体积分数）为0.665+/-0.015 -高于先前的实验估计。有效导热系数的堵塞系统进行了模拟，发现遵循颗粒有效介质理论预测的行为。最后，提出了一种理论，根据最近的实验观察堵塞的细粉包装的双孔粘性粉末的属性，本系统。这个理论产生定量的实验协议与各种成分的金属氢化物粉末。
2012-05-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
