High temperature superconductivity in sulfur hydride under ultrahigh pressure: A complex superconducting phase beyond conventional BCS
最近的报道在高压下的超导性在记录的转变温度Tc= 203 K的氢化硫已被确定为传统的观察同位素效应后氘化。本文证明，BCS或Eliashberg形式意义上的传统超导理论既不能解释Tc的观测值，也不能解释同位素系数的压力依赖性。唯一的出路是一个多频带的超导方法，其中已经很小的带间耦合足以实现高值的Tc连同异常的压力依赖的同位素效应。此外，研究还表明，在压力作用下，氢键的非谐性消失，而与硫有关的非谐声子模仍然活跃
2016-05-21 cond-mat.supr-con
Comment on "Conventional superconductivity at 203 kelvin at high pressures in the sulfur hydride system" (A. P. Drozdov et al., Nature 525, 73 (2015))
本文证明了在高压下金属硫氢化物系统中观察到的203 K电阻转变本质上是磁性的（而不是超导的）。在这些化合物中，真正的超导转变的起始温度似乎基本上低于温度。高温超导铜氧化物、磷属元素化物（硒化物）和有机超导体的特征是在超导相变（Tc < Tm）之前的正常态磁性（AF SDW）相变。电阻下降是由传导电子的磁性（AF自旋波动）散射的消失和因此在正常状态下AF SDW秩序的形成提供的。由于金属氢在高密度下的磁性（与铁类似），在氢化硫中形成这种调制的磁结构似乎是可能的。这种非传统的图像有两个连续的相变：磁性（AF SDW）和超导的一个，自然地描述了超导（e-e）和电介质（e-h）共存系统中的电介质（金属-绝缘体）相变的Keldysh-Kopaev理论。
2015-10-01 cond-mat.supr-con
Electrical transport measurements for superconducting sulfur hydrides using boron-doped diamond electrodes on beveled diamond anvil
金刚石对顶砧单元（DAC）能产生数兆巴的极高压，是发展高转变温度超导等更深层次物理的有力工具。然而，电输运测量，这是这样的功能材料的最重要的属性之一，使用DAC是相当困难的，因为样品空间是非常小的，在极端条件下的电极的变形。在本研究中，我们制作了一个硼掺杂的金刚石微电极和一个未掺杂的金刚石绝缘体上的钻石砧斜面底表面。利用所研制的DAC，我们在高压下测量了硫氢化物H $_2$ S的电输运性质，这种硫氢化物被称为压力诱导的高转变温度超导体H $_3$ S。在192 GPa的高压下成功地进行了测量，在零电阻条件下观察到了由纯硫和几种表面活性剂组成的多步超导转变，可能是HS $_2$。
2020-06-17 cond-mat.supr-con
Superconductivity above the lowest Earth temperature in pressurized sulfur hydride
最近的一项实验表明，在加压的氢化硫中，宏观量子相干凝聚体的温度为203 K，比地球上记录的最低温度184 K高出约19度。这一发现不仅与材料科学和凝聚态有关，而且与从量子计算到生命物质的量子物理学等其他领域有关。它开启了在200<Tc<400 K的温度范围内寻找其他宏观量子相干凝聚体的淘金热。我们在这里提出的实验结果和理论工作的审查，我们讨论的费米学的H3 S的重点Lifshitz转变作为压力的函数。本文讨论了Bianconi-Perali Valletta（BPV）理论中颈部附近的形状共振对多能隙超导体的Lifshitz相变的影响，并讨论了形状共振对多能隙超导体临界温度的影响，正如费什巴赫共振对费米超冷气体的临界温度的影响一样.
2015-10-18 cond-mat.supr-con
The electron-phonon coupling constant, the Fermi temperature and unconventional superconductivity in the carbonaceous sulfur hydride 190 K superconductor
最近，Snider等人（2020 Nature 586 373）报道了在高度压缩的碳质硫氢化物$H_x$ $(S,C)_y$中观察到的超导性。$H_x$ $(S,C)_y$的最高临界温度超过了5 K，超过了Somayazulu等人（2019 Phys. Rev. Lett. 122 027001）用于高度压缩的$La$ $H_{10}$。本文分析了Snider等人报道的与温度有关的磁电阻实验数据R（T，B），分析表明，$H_x$ $(S,C)_y$化合物的T_c = 190 K（P = 210 GPa）具有电子-声子耦合常数$λ$ $_{e-ph}$ = 2.0和临界温度Tc与费米温度Tf之比，在0.011 < Tc/Tf < 0.018的范围内。这些推导的值非常接近Drozdov等人（2015 Nature 525 73）在P = 155-165 GPa下报告的$H_x$ $S$的值。这意味着在所有考虑的情况下，碳质硫氢化物190 K超导体落入Uemura图中的非常规超导体带，其中所有其他高度压缩的超氢化物/氘化物都位于该带中。应该注意的是，我们的分析表明，Snider等人（2020 Nature 586 373）报告Tc > 200 K的$H_x$ $(S,C)_y$样品的所有原始R（T，B）数据集都不能表征为可靠的数据源。因此，需要独立的实验证实/反驳碳质硫氢化物中的高Tc值…
2020-11-21 cond-mat.supr-con
Missing theoretical evidence for conventional room temperature superconductivity in low enthalpy structures of carbonaceous sulfur hydrides
该研究通过高压下C-S-H体系的大规模计算结构搜索，发现稳定相均为碳掺杂H₃S晶体，且候选相电子态密度无范霍夫奇点，缺失常规室温超导的理论证据。
2021-09-21 cond-mat.supr-con
Standard Superconductivity in Carbonaceous Sulfur Hydride
本文针对碳质硫氢化物室温超导性（RTSC）所引发的质疑，通过公开原始数据并讨论相关技术问题，回应Hirsch等人的批评，为科学界提供更详细证据。
2024-06-12 cond-mat.supr-con
Observation of Conventional Near Room Temperature Superconductivity in Carbonaceous Sulfur Hydride
接近室温的高温超导现象已经在高压条件下的许多氢主导的合金系统中实现1 -12。达到室温超导性的一个重要发现是硫、氢和碳的光诱导反应，最初在亚兆巴压力下形成范德华固体。碳质硫氢化物已被证明是可调的碳含量，导致不同的超导最终状态与不同的结构对称性。适用于金刚石压砧电池的调制交流磁化率技术证实了碳质硫氢化物在133 GPa下的Tc为260开尔文。此外，在相同条件下对相同样品进行的直接同步辐射红外反射率测量显示，在100 K时，超导能隙约为85 meV，与Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论的预期值非常一致13 -18。此外，X射线衍射与高于和低于超导转变温度的交流磁化率测量相结合，并作为107-133 GPa压力的函数，揭示了材料的Pnma结构是在这些压力下接近室温超导性的原因。
2023-02-22 cond-mat.supr-con
Resonant multigap superconductivity at room temperature near a Lifshitz topological transition in sulfur hydrides
在特定压力下，超导体的最大临界温度出现在超导圆顶的顶部，这是标准超导理论所不能预测的。在超金属典型的加压硫氢化物的能带结构计算中观察到的费米能级附近的高阶各向异性范霍夫奇异性与金属氢线模块的阵列相关联，所述金属氢线模块在原子极限下形成纳米级异质结构，称为超条纹相。在这里，我们提出，加压硫晶体的行为作为一个异质结构的纳米级超晶格的相互作用的量子线与多组分电子结构。我们提出了一个通用的超导圆顶的第一性原理量子计算，其中多间隙超导中的Tc放大是由开放和封闭配对通道之间的组态相互作用引起的Fano-费什巴赫共振驱动的，即，在BCS机制中的多个间隙之间，与BCS-BEC交叉机制中的单个间隙共振。在所提出的三维（3D）相图中，临界温度示出了超导圆顶，其中Tc是两个变量的函数：（i）Lifshitz参数（$η$），其测量化学势与由线间耦合归一化的Lifshitz跃迁的分离;以及（ii）出现的新费米面中的有效电子声子耦合（g），包括声子软化。所得结果对常压下室温超导体的材料设计有一定的参考价值。
2021-11-09 cond-mat.supr-con
Crystal Structure of 200 K-Superconducting Phase of Sulfur Hydride System
本文报道了最近发现的高温超导相氢化硫的晶体结构，它的最高临界温度Tc超过200 K。对于理解高超导电性的机制，其晶体结构的信息是非常必要的。在此我们进行了高压下的电阻和同步辐射X射线衍射的同时测量，清楚地揭示了H2S分解为H3S，其晶体结构在超导相中具有体心立方对称性。
2015-09-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Multiband superconductivity in high pressure sulfur hydrides
本文基于双带s波Eliashberg理论分析上临界磁场实验曲线，确定了155 GPa下H_3S中两个超导能隙的温度依赖关系，为多能隙超导性提供了证据。
2023-08-01 cond-mat.supr-con
Lifshitz transitions and zero point lattice fluctuations in sulfur hydride showing near room temperature superconductivity
Emerets的加压氢化硫实验表明，H3 S金属具有已知的最高超导临界温度Tc= 203 K。Emerets数据显示压力引起的同位素系数在0.25和0.5之间的变化，与Eliashberg理论预测的几乎恒定的同位素系数不一致。我们分配的压力依赖的同位素系数的压力和零点晶格涨落诱导的Lifshitz转变。压力可以引起费米面拓扑结构的变化，称为Lifshitz转变，但在以前的H $_3$ S超导问题的论文中被忽略了。本文提出H_3S是一种多能隙超导体，在$Γ$和M点附近，第一种凝聚体处于BCS区（大费米面，高费米能），第二种凝聚体处于BCS-BEC交叉区（小费米面，小费米能）.我们讨论了比安科尼-佩拉利-瓦莱塔（BPV）超导理论对H3 S超导性的需要。它既包括由于对化学势的修正，也包括被Eliashberg理论忽略的不同凝聚体之间的构型相互作用。在这里，超导间隙中的形状共振，类似于超冷气体中的费什巴赫共振，给出了放大临界温度的相关贡献。因此，这项工作提供了一些关键的工具，需要在寻找新的室温超导体。
2015-09-13 cond-mat.supr-con
Carbon-Doped Sulfur Hydrides as Room-Temperature Superconductors at 270 GPa
为了了解最近的实验在高压下的碳质硫氢化物（CSH）系统的室温超导性，我们已经进行了广泛的化学计量和结构搜索的三元CSH化合物使用通用进化算法。从不同CSH化合物的生成焓判断，我们的研究得出结论，在硫氢化物中一定水平的碳掺杂（~5%-6%），（H $_3$ S）在其R3 m和相中产生最稳定的结构（仅次于H $_3$ S本身）在发现的各种CSH体系中，少量的硫原子被碳取代，如C $_1$ S $_{15}$ H $_{48}$和C $_1$ S $_{17}$ H $_{54}$导致更强的电子-声子耦合和更高的平均声子频率，其随压力增加而增加，从而导致在~270 GPa下的室温超导性。计算的C $_1$ S $_{15}$ H $_{48}$和C $_1$ S $_{17}$ H $_{54}$的超导转变温度T $_c$作为压力的函数与实验测量值相当吻合。在~80 GPa超导态转变之前，CSH系统的化学计量比为C $_2$ S $_2$ H $_{10}$，具有P1对称性的稳定结构，Raman光谱与实验的直接比较证实了这一点.
2020-12-18 cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Carbonaceous sulfur hydride system: the strong-coupled room-temperature superconductor with a low value of Ginzburg-Landau parameter
在$\sim$ 267 GPa下，实验观测到$288$ ~K的最高临界温度，这是碳硫氢化物（C-S-H）体系超导态的特征。在此，我们确定了\mbox{C-S-H}超导相的经典Eliashberg方程（CEE）和Eliashberg方程与顶点修正（VCEE）的范围内的属性。我们考虑了与电子-声子耦合常数（分别为$λ\sim 0.75$或$λ\sim 3.3$）的中间值或高值相关的情况。然而，中间值的情况实际上不能实现，因为它需要异常高的对数声子频率值（$ω_{\rm ln}/k_{B}=7150$ ~K）。另一方面，我们发现在强耦合的情况下，可以正确地再现$T_{C}$和其他热力学量的值。然而，顶点校正降低了从$\sim 50$ ~K到$\sim275$ ~K范围内的序参数值。对于上临界场$H_{C2}\sim 27$ ~T，Ginzburg-Landau参数$κ$的量级为$1.7$ .这与Hirsch和Marsiglio在临界温度下观察到的电阻急剧下降很好地相关。C-S-H系统的强偶联方案也由${\rm H_{3}S}$（$λ\sim 2.1$，$κ\sim 1.5$）、${\rm LaH_{10}}$（$λ\sim 2.8$ - $3.9$，$κ\sim 1.6$）和${\rm YH_{6}}$（$λ\sim 1.7$，$κ\sim 1.3$）化合物的高$λ$值估计值提出。
2021-06-15 cond-mat.supr-con
High temperature superconductivity in sulfur and selenium hydrides at high pressure
由于氢的原子质量低，它是最有希望寻找高温声子超导体的元素。然而，氢的金属相仅在极端压力（400 GPa或更高）下被预期。在200 GPa压力下，氢硫化合物的超导临界温度为190 K的记录测量[1]表明，通过将氢插入其他元素的基质中，可以在显著较低的压力下实现氢的金属化。本文利用最小跳跃方法和超导体的密度泛函理论，重新研究了H-S系统的相图和超导性质。我们还表明，硒-氢有一个类似的相图，它的硫对应物以及高超导临界温度。我们预测SeH 3在100 GPa下超过120 K的超导性。我们发现SeH_3和SH_3由于其临界温度和特殊的电子结构而呈现出不寻常的超导性质。
2015-01-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pressure and high Tc superconductivity: applications to sulfur hydrides
高压下氢化物硫（H_3S）超导电性T_c的快速变化[A. Drozdov等人，Nature 525，73（2015）; M. Einaga等人，arXiv：1509.03156]在Pcr= 123 GPa附近，用一级跃迁解释，可能与非零结构矢量的CDW不稳定性有关。讨论了高温超导相的超导机制，指出普通的Tc计算方法不适用于H_3S，因为H_3S的声子谱中除了声学分支外，还含有频率更高的氢模。修改后的方法提供了现实的Tc值。同位素效应（氘取代氢时Tc的变化）源于声子的高频，并且在不同的阶段是不同的。在高温相达到最大值后，Tc的降低是由于与孔状口袋上产生的第二间隙的相互作用。在后者上的声子介导的配对是在一个非绝热制度的频率Ω的氢模式可比的费米能量。
2015-12-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Comparison of pressurized sulfur hydride with conventional superconductors
最近有报道说，在压力下，硫氢化物是一种电子-声子超导体，其Tc为190 K，这一报道引起了人们的极大兴趣，尽管这一点尚未得到证实。基于密度泛函理论中已有的几个电子-声子谱密度函数，我们发现电子-声子谱在Tc附近是最佳的，其特征声子能量Ω_ln特别大，这是由于氢的质量小。我们发现，热力学普遍BCS比接近Pb和Nb_3Sn。我们认为，光学测量可能是一个有用的工具，以建立在这个系统中的超导性的存在和性质。传统的超导体处于杂质主导的脏极限。相比之下，硫氢化物由于其大的能隙尺度而将处于清洁极限。AC光学电导率将在光谱的低能量杂质主导的范围内显示超导能隙的不同和单独的特征，并且在清洁极限适用的较高能量处显示附加的声子结构。
2015-06-29 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
High-pressure Phase Stability and Superconductivity of Pnictogen Hydrides and Chemical Trends for Compressed Hydrides
用第一性原理方法研究了高压下磷、砷、锑等磷属元素形成的二元双金属。稳定的结构进行了预测和他们的电子，振动和超导性能进行了研究。我们预测SbH $_{4}$和AsH $_{8}$在兆巴压力下将是高温超导体，其临界温度超过100 K。预测高度对称的六方SbH $_{4}$相稳定在约150 GPa以上，这在金刚石砧座单元实验中容易实现。我们发现，所有的磷石膏是亚稳态相对于分解成的元素在研究的压力范围内。基于我们的结果和文献数据的趋势揭示了高压行为和环境压力化学量之间的联系，这为理解哪些元素可能在高压下形成富氢高温超导相提供了见解。
2016-03-28 cond-mat.supr-con
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
Superconductivity above 100 K in PH3 at high pressures
继最近发现硫氢化物的超高温常规超导性（临界温度Tc为203 K，参考文献1）之后，我们研究了其它氢氧化物的超导电性，发现共价氢化物膦（PH 3）在压力P > 200 GPa时也表现出高Tc >100 K，这是由四探针电测量确定的。
2015-08-25 cond-mat.supr-con
Absence of magnetic evidence for superconductivity in hydrides under high pressure
人们普遍认为，2015年在高压下对氢化硫进行的磁化测量[1]提供了该材料中“超导性的最终令人信服的证据”[2]，与理论预测[3，4]一致。在这一先例的支持下，后来在其他几个高压下观察到的电阻下降[2，5]被普遍接受为超导性的证据，而没有来自磁性测量的佐证。在本文中，我们挑战了最初的解释，即2015年对氢化硫进行的磁性测量是超导性的证据。我们指出，一个大的顺磁贡献的磁化率低于Tc检测，并认为其温度依赖性排除了可能性，这将是一个背景信号，而不是温度依赖性表明，顺磁行为起源于样品。我们讨论了这种显着的行为可能的解释，并得出结论，标准超导体不会显示这样的行为。我们还调查了所有其他已发表的数据，从这类材料的磁性测量，并得出结论，他们不提供强有力的证据超导性。因此，我们对普遍接受的观点提出质疑，即在高温高压下富氢材料中的常规超导性是现实的，并讨论了如果不是这样的话所带来的影响。
2021-04-05 cond-mat.supr-con
Anomalous behavior in high-pressure carbonaceous sulfur hydride
Snider等人的一项新实验研究[Nature 586，373-377（2020）]报告了高压碳-硫-氢系统中的行为，作者将其解释为室温下的超导性。在临界温度下电阻的突然下降和电阻随外加磁场点的变化对超导性的影响。这是一项非常令人兴奋的研究，在科学的最重要的领域之一，因此，它是至关重要的社会调查这些发现，并希望重现这些结果。在这篇评论中，我们提出了扩展Hirsch和Marsiglio [arXiv：2010.10307]提出的论点的计算，并提供了一些关于可能解释观测数据的物理机制的推测。与Hirsch和Marsiglio一致，我们表明实验论文中的分析存在错误，并且在正确的分析下，报告的R与T数据显着偏离预期行为。特别是，在超导转变时电阻的急剧变化与强II型超导体不一致。
2021-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Unconventional superconductivity in highly-compressed unannealed sulphur hydride
虽然大量的科学工作集中在近室温（NRT）超导体的合成和研究上，这些超导体表现出创纪录的超导转变温度（例如，激光退火的H3 S、LaH 10和YHn（n = 4，6，7，9），Tc > 200 K），但NRT超导体的未退火低Tc对应物仍处于背景中。然而，前者是富氢超导体家族的一部分，并且对NRT超导性的理解的成功也取决于对这些材料的研究。本文分析了Drozdov等人报道的与温度有关的上临界场Bc 2（T）的实验数据（Nature 525，73（2015）），用于未退火的高度压缩的（P = 155 GPa）的硫氢化物，Tc = 46 K，并表明这种材料是非常规的超导体，其表现出Tc与费米温度之比，TF，在0.02 < Tc/TF < 0.05的范围内。
2020-04-20 cond-mat.supr-con
Phase Diagram and High-Temperature Superconductivity of Compressed Selenium Hydrides
最近在兆巴压力下发现的硫氧化物高温超导性（Tc = 190 K）打破了传统超导体Tc极限为40 K的传统观念，为在轻元素化合物中寻找新的高温超导体打开了大门。硒是硫的姐妹元素，也是硫的等电子元素，具有较大的原子核和较弱的电负性。硒是否具有类似的高温超导性仍然是一个谜，但它是一个相当感兴趣的课题。第一性原理群结构的预测进行了努力，以寻求在高压下的能量稳定和金属硒晶体。我们发现硒化物的相图与硫化物的相图有很大的不同，表现在新相的出现和相对稳定性的变化。在~120 GPa压力下发现了HSe 2、HSe和H3 Se三种稳定的金属物种，它们都表现出超导行为，其中富氢的HSe和H3 Se相在40-110 K范围内表现出高的Tc。我们的模拟建立了硒晶体的高温超导性质，并为实验验证提供了有用的途径。
2015-05-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Clear evidence against superconductivity in hydrides under high pressure
迈斯纳效应，即磁场驱逐，是超导性的标志。与之相关的是，超导体不受外加磁场的影响。最近，Minkov等人提出的实验结果显示了高压下氢化硫和氢化镧中“迈斯纳效应的明确证据“[1]，最近，Ehrts等人认为“反对超导性的论点（以电子形式）可以被反驳或解释”[2]。相反，我们在这里表明，这些论文中提出的证据并不支持这些材料的超导性。结合先前论文中讨论的实验证据，我们认为，这强烈表明，在压力下的超导体不是高温超导体。
2022-07-20 cond-mat.supr-con
Strong-coupling character of superconducting phase in compressed selenium hydride
目前，金属氧化物被认为是非常有前途的声子介导超导体材料，表现出高的临界温度值。在本研究中，压缩氢化硒在其最简单的形式（HSe）的超导性能进行了分析，对这一阶段的定量表征。利用Migdal-Eliashberg公式计算表明，在库仑赝势取$0.1$的情况下，该材料的临界温度较高（$T_{c}$ =42.65 K），超过了二硼化镁超导体的临界温度。此外，所采用的理论模型使我们能够表征其他关键的热力学性质，如超导带隙，自由能，比热和临界磁场。在下文中，它表明，上述参数的特征热力学比不同于Bardeen-Cooper-Schrieffer理论的预测。因此，我们认为强耦合和延迟效应在所讨论的超导态中起着重要的作用，这不能在弱耦合制度中描述。
2020-04-19 cond-mat.supr-con
Absence of high temperature superconductivity in hydrides under pressure
据报道，长期寻求的室温超导性目标最近在高压下的碳质硫氢化物化合物中实现，如Snider等人所报道的。该论文中提出的证据比最近其他类似的高压下超导体高温超导性的报道[2-7]更强，并受到普遍好评[8-10]。本文指出，文献[1]中实验数据的特点表明，在这种材料中观察到的现象不是超导性。这一观察结果对早期基于类似或较弱证据的高压下超导体高温常规超导性的类似主张提出了质疑[2-7]。
2020-10-20 cond-mat.supr-con
How Compressed Hydrides Produce Room Temperature Superconductivity
2014-2015年预测，发现和证实了H $_3$ S在200 K以上的创纪录高温超导性，随后在2018年扩展到氢化镧在250- 280 K范围内的超导性，标志着长期寻求室温超导性的新时代：以提供1.5-2兆巴的压力为代价实现了追求。已经出现了许多高温超导金属氧化物$XH_n$（$X$ =金属）的预测，但对什么驱动高转变温度T $_c$或什么限制T $_c$的理解有限。我们应用一个机会原子分解的耦合函数，首先，$X$原子提供耦合强度通常计算，但它是无关的超导性，事实上，它是重要的分析，其贡献被忽略。五个$X$ H $_n$化合物，预测有T $_c$在150- 300 K的范围内，分析一致的相关性能，揭示了一些方面，面对传统的智慧。声子频率-临界温度（$ω_2$ -T $_c$）相图，揭示了一个共同的相不稳定性限制T $_c$在{ \it低压}范围内的每种化合物。氢散射强度被确定并发现在氢化物之间存在很大差异。在这些化合物中鉴定出与T $_c$成正比的量。
2019-06-06 cond-mat.supr-con
Aspects of strong electron-phonon coupling in superconductivity of compressed metal hydrides MH6 with Im-3m structure
最近，YH 6，从一组理论预测的稳定压缩MH 6晶体（M/ Ca，Mg，Y，Sc）的bcc Im-3 m晶体结构的化合物，成功地实验实现。实验证实了加压YH_6的超导电性，在166 GPa下Tc / 224 K，但临界温度远低于Migdal-Eliashberg（ME）理论预测的值。在这里，我们提出的理论重新研究的超导电性MH 6超导体。我们的结果证实了在相应GPa压力下具有Im-3 m结构的YH 6和ScH 6是超导体，但具有超导基态的反绝热特性和单粒子谱中的多能隙结构。到超导态的转变是由与H原子振动的声子模式的强电子-声子耦合驱动的。根据反绝热理论，计算出YH 6的临界温度为231 K，比实验值高7 K。对于ScH 6，计算的临界温度为196 K，比以前的理论预测值-169 K高出27 K。应用反绝热理论的重要结果涉及Im-3 m结构的CaH 6和MgH 6在相应GPa压力下的情况。理论表明这些超导体不是超导体。这与以前基于ME理论的预测是尖锐矛盾的，对于这些ME理论，不仅计算出Tc远高于200 K，而且对于MgH 6，预测的临界温度远高于300 K。遗憾的是，Im-3 m结构的CaH 6、MgH 6和ScH 6的高压合成直到现在还没有实现。
2021-09-03 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
What superconducts in sulfur hydrides under pressure, and why
最近在高度压缩的H $_{2}$ S中发现了190 K的超导性，这不仅是因为它创下了历史最高的临界温度，而且因为它在一种似乎是（我们在这里认为它是）传统的强耦合BCS超导体的材料中做到了这一点。有趣的是，理论上预测了类似化合物H $_{3}$ S在所观察到的压力和温度范围内的超导性。然而，关于这一显著结果的几个重要问题仍然没有得到解答：（1）超导化合物的化学计量比是否与标称成分不同，它是否可能是预测的H $_{3}$ S化合物？(2)高得离谱的临界温度的物理起源仅仅与高的H声子频率有关，还是强的电子-离子耦合起了作用？我们表明，在实验相关的压力H $_2$ S是不稳定的，分解成H $_3$ S和S，和H $_3$ S具有创纪录的高$T_c$由于其共价键驱动的金属。与MgB $_2$（另一种具有类似超导机制的化合物）相比，H $_3$ S中的$T_c$异常高的主要原因是轻得多的H原子的高振动频率。
2014-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Influence of bonding on superconductivity in high-pressure hydrides
最近关于硫化氢在200 GPa压力下190 K以上高温超导性的报道，超过了以前发现的所有超导体，极大地激发了人们对致密富氢固体的兴趣。在本文中，我们研究了一种可能的方法来优化这些化合物的临界温度使用第一性原理线性响应计算。我们建构假设的炼金术原子，以顺利地插入硫族元素之间，并研究它们的成键和超导性质。我们的研究结果表明，已经显着的H $_3$ S的临界温度可以进一步提高，通过增加相关键的离子特性，即用更多的电负性元素部分取代硫。
2015-08-31 cond-mat.supr-con
Hole-Doping Effect on Superconductivity in Compressed CeH$_{9}$ at High Pressure
在150 GPa以上的高压下，压缩的LaH $_3$ S和LaH $_{10}$的高温超导性的实验实现，引起了人们对降低超导体稳定压力的极大兴趣。对于最近合成的CeH $_9$，我们的第一性原理计算表明Ce4 $-$和H1 $s$轨道的强杂化电子态在费米能级$E_F$附近产生了拓扑非平凡的Dirac节线，这些节线受到晶体对称性的保护.通过空穴掺杂，$E_F$向拓扑驱动的van Hove奇点下移以显著增加态密度，这反过来将超导转变温度$T_c$在100 GPa下从74 K升高到136 K。空穴掺杂浓度可以通过掺入Ce $^{3+}$离子来控制，其中改变它们的百分比，其可以与CeH $_9$基质中的Ce原子良好地电子混溶，因为Ce $^{3+}$和Ce都表现为类似的阳离子。因此，对称性、能带拓扑和空穴掺杂的相互作用有助于增强压缩CeH $_9$中的$T_c$。这种增强$T_c$的机制也适用于另一种超导稀土氢化物LaH $_{10}$。
2021-01-17 cond-mat.supr-con
Universal Fermi velocity in highly compressed hydride superconductors
费米速度，$v_F$，是包括超导体在内的任何导体的主要特性之一。对于在环境压力下的导体，已经开发了几种实验技术来测量$v_F$，例如，Zhou等人（Nature 423 398（2003））报道了高Tc铜氧化物表现出$v_F$ = $2.7*10^5$ m/s的通用节点费米速度。然而，由于实验挑战，没有实验技术应用于测量高度压缩的近室温超导体（NRTS）中的$v_F$。为了回答NRTS材料中普遍费米速度存在的问题，我们分析了基态上临界场数据Bc 2（0）的全部库存，并发现这类超导体的普适费米速度为$v_F$ =（1/1.3）*（2 $Δ$（0）/（kBTc））* 10 ^5 m/s（其中$Δ(0)$是能隙的基态振幅）。由于2 $Δ$（0）/ $({k_B}{T_c})$的比值在3.2 < 2 $Δ$（0）/ $({k_B}{T_c})$ < 5的狭窄范围内变化，因此NRTS材料中的$v_F$与其高Tc铜酸盐对应物处于同一范围内。
2022-03-17 cond-mat.supr-con
Predicted high-temperature superconductivity in rare earth hydride ErH2 at moderate pressure
氢化物提供了在实验可实现的压力下研究高温（Tc）超导性的机会。然而，它们仍然非常高。本文用密度泛函理论计算证明了一种新的稀土氢化物体ErH_2在14.5GPa下可以实现超导，其T_c约为80K。到目前为止，驱动压力是压缩空气的最低报告值。在此压力下，除了超导性外，还表现出费米面嵌套和近藤效应。有趣的是，由于近藤破坏，超导性倾向于在15 GPa下存在。在其余压力下，我们还发现了正常金属态背景下的能带结构的能隙。在20 GPa时，该压缩系统的自发磁化率随自旋密度波的跃迁而发生突变，自旋密度波与超导性相互竞争，表明该压缩系统具有超导体的性质。最后，ErH2在这三个典型压力下的电子配对胶归因于反铁磁自旋涨落。
2022-06-06 cond-mat.supr-con
Why Compressed Metal Hydrides are Near-room-temperature Superconductors
本文指出压缩金属氢化物近室温超导性的“为什么”尚未明确，但存在理解路径，概述相关理论发展并提出结合未应用方法与人类学习以加深理解、优化高T$_c$超导体搜索。
2025-08-25 cond-mat.supr-con
Structural and superconducting parameters of highly compressed sulfur
本研究针对高压缩硫的结构与超导特性展开，通过分析实验数据提取了比热跳变、德拜温度等参数，提出尺寸-应变图分析方法，发现其具有与多种超导体类似的中等非绝热性。
2025-02-21 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fermi-liquid nonadiabatic highly-compressed cesium iodide superconductor
实验发现压缩的氢化硫表现出超导转变温度Tc=203 K（Drozdov等人，2015 Nature 525 73），引发了对超导超导体的深入研究。然而，这一发现并不是对理论预测相的直接实验检验，而是对高度压缩物质中超导性的近50年的实验探索，这些物质从纯元素（氢，氧，硫，锂），铜酸盐和铋（SiH 4，YH 3和AlH 3）到半导体和离子盐。这些盐中的一种是碘化铯，CsI，其在P=115 GPa时转化为金属态，并且在P=180 GPa时，该化合物表现出超导转变温度Tc~2 K的开始（Escherts等，1998 Science 281 1333）。详细的第一性原理计算（Xu et al 2009 Phys Rev B 79 144110）表明，在Eliashberg超导理论中，CsI在压力P=180 GPa时应表现出Tc=0.03 K，这比观测值低两个数量级。为了理解这种差异的本质，我们分析了压缩CsI的温度依赖电阻，发现这种化合物是完美的费米液体金属，具有极高的德拜温度Td与费米能量Tf之比（~ 17）。这意味着直接利用Eliashberg理论对这种化合物是不正确的，因为该理论对Td/Tf << 1的比值有效。我们还发现，高压缩的CsI具有Tc/Tf = 0.04-0.07的比值，在Uemura图中属于非常规超导带。
2022-10-13 cond-mat.supr-con
Superconducting incommensurate host-guest phases in compressed elemental sulfur
我们使用密度泛函理论（DFT）和结构搜索方法表明，元素硫的基态是$386$ - $679$ GPa之间的钡-Ⅳ a型无公度主客体（HG）相，成为第一个被预测具有这种结构的VI族元素.在HG相内，硫经历一系列转变，其中相邻的客体链不对齐而是偏移不同的量，这可以被描述为链的堆叠顺序的重排。我们发现，这些链重排密切耦合到调制的主机和客户的原子，证明至关重要的稳定HG结构。与其他元素的高压HG相不同，硫不表现出间隙电荷局部化，而是具有强烈的局部化“空隙”，这些空隙耗尽了电子电荷。在采用HG结构之前，我们预测硫具有$Fdd2$对称性的正交结构。我们计算了这些新发现的相的超导临界温度，并表明$T_c$预计在$271$ GPa下在$24.8$和$28.2$ K之间达到峰值。
2021-07-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Cubic H$_3$S around 200 GPa: an atomic hydrogen superconductor stabilized by sulfur
本文将Gaspari和Gyorffy关于密排金属中电子-离子矩阵元的多重散射理论应用于Duan { \it et al.}和Bernstein { \it et al}在190 GPa附近的化学计量比下是稳定相，因此是Drozdov，Ehrts和Troyan在190 K下观察到的超导相的主要候选者。几乎完美的分离振动模式的S和H的字符提供了一个简化，使识别的贡献，这两个原子分别。出现的图像基本上是超导原子H稳定的强共价混合与S 3 p和“3d”字符。报道的同位素位移远大于理论值，表明H振动存在较大的非谐性。考虑到硫的相对不重要性，在类似的高压下，较轻原子的重氮化也可能导致高温超导性。
2015-05-27 cond-mat.supr-con
Superconductivity in metastable phases of phosphorus-hydride compounds under high pressure
在寻找新型高温超导体的过程中，富氢化合物在理论和实验上都得到了广泛的研究。有关硫氢化物在压力下获得金属性并在高达200 K的温度下表现出超导性的报道，刺激了人们对氢化物材料中室温超导体的强烈研究。最近，据报道，压缩磷化氢在45 GPa以上的压力下金属化，在200 GPa下达到100 K的超导转变温度（T $_{c}$）。然而，超导相的确切成分和晶体结构都没有最终确定。本文采用{ \it ab initio}晶体结构预测方法，对PH型$_n$（$n=1,2,3,4,5,6$）的相图进行了广泛的研究。结果不支持存在的化学稳定的PH $_n$化合物，表现出在高压下的元素分解的趋势，即使考虑到振动贡献的自由能。虽然PH $_{1,2,3}$的最低能量相显示T $_{c}$与实验相当，但仍然不确定T $_{c}$的测量值是否可以完全归因于PH $_n$的相纯化合物。
2015-12-07 cond-mat.supr-con
Direct Meissner Effect Observation of Superconductivity in Compressed H2S
最近，在100 GPa以上的硫氢化物系统中，有一个非常高的超导温度（Tc）为~200 K。这一结果得到了理论预测和实验验证。超导相的晶体结构也被实验确定，证实了理论预测的结构以及从H2S到H3 S +S的分解机制。尽管核共振散射已经成功地用于提供超导态的磁性证据，但仍然缺乏对重要的迈斯纳效应的直接测量。在这里，我们报告在现场交流磁化率测量高压下压缩H2S。结果表明，超导电性突然出现在117 GPa和Tc达到183 K，在149 GPa，然后单调下降，随着压力的进一步增加。这一演变与理论计算和早期的实验测量结果一致。因此，氢主导的化合物中的传统高温超导性的想法已经在流体静压下的氢化硫系统中实现，为可能在氢基化合物中实现室温超导性打开了进一步令人兴奋的前景。
2016-10-09 cond-mat.supr-con
Structural Diversity and Superconductivity in S-P-H Ternary Hydrides Under Pressure
演化结构搜索揭示了压力下的S-P-H三元相图中存在大量的稳定相和低焓亚稳相。发现了各种各样的晶体结构类型，包括具有一维链、基于S-H或S-P-H正方形晶格的二维片以及S-H或P-H蜂窝和笼状结构的晶体结构。一些笼状结构可以通过用磷掺杂高压高温超导$Im\bar{3}m$ H $_3$ S相来获得。大多数发现的化合物是金属的，但是那些来自$Im\bar{3}m$ H $_3$ S晶格与低水平的P-掺杂被预测具有最高的超导临界温度（$T_c$ s）。磷呈现八面体配位的倾向以及硫和磷的相似半径是在$Im\bar{3}m$ S $_{0.875}$ P $_{0.125}$ H $_3$中保持费米能级处的高态密度的关键，估计其$T_c$与H $_3$ S在200 GPa下的态密度相似。
2022-01-01 cond-mat.supr-con
Displacive quantum critical point in superconducting hydrides: The case of H$_3$S
Sorbonne Université（索邦大学）；RIKEN Center for Emergent Matter Science（理化学研究所新兴物质科学中心）
研究H₃S超导氢化物，用路径积分分子动力学结合基于BLYP密度泛函理论构型训练的MACE神经网络势确定其结构相图，发现位移量子临界点及相关特性，还研究了临界行为及对超导态的影响。
2026-07-07 cond-mat.supr-con
In-Field Transport Critical Currents in Superhydride Superconductors: Highly-Compressed CeH$_9$
本文研究了高度压缩CeH$_9$超氢化物的输运临界电流磁场依赖性，发现其与HTS 1G线及Nb$_3$Sn导体的特性高度相似，揭示了超氢化物超导体的主要应用特性。
2024-01-02 cond-mat.supr-con
Design Principles for High Temperature Superconductors with Hydrogen-based Alloy Backbone at Moderate Pressure
氢基超导体为实现长期追求的室温超导目标提供了一条途径，但金属化这些材料所需的高压限制了它们的直接应用。例如，碳质硫氢化物，第一个室温超导体，只能在267 GPa的极端压力下达到288 K的临界温度（Tc）。下一个公认的挑战是在明显较低的压力下实现室温超导。在这里，我们提出了一个策略，合理设计的高温超导体在低压下合金化小半径元素和氢形成三元氢化物超导体与合金骨架。我们确定了一个迄今未知的萤石型骨干的形式AXH 8，在中等压力下表现出高温超导性的组合物。LaBeH 8的Fm-3 m相具有萤石型H-Be合金骨架，被预测为亚稳的和超导的，在50 GPa下具有~ 191 K的Tc;比几何相似的笼形氢化物LaH 10（170 GPa）所需的压力低得多。我们的方法铺平了道路，寻找高Tc三元氢化物超导体在接近环境压力的条件下。
2021-06-27 cond-mat.supr-con
Search for high-Tc conventional superconductivity at megabar pressures in the lithium-sulfur system
受最近报道的超致密硫化氢中200 K以上超导性的启发，我们在二元Li-S体系相图中寻找高\tc \常规超导性，用{ \em ab-initio}方法预测晶体结构和计算电子-声子耦合的线性响应.我们发现，在高于20 GPa的压力下，几个新的组合物，除了已知的锂$_2$ S，是稳定的，许多表现出类似于其他碱金属化合物中观察到的{ \em间隙}电荷定位。在所有预测的相中，只有Li $_3$ S在P > 640 GPa下显示出相当大的\tc，这与在硫和磷的硫化物中观察到的相反，在硫和磷的硫化物中，几种化学计量导致高的\tc。我们将这种差异归因于2 $s$ -2 $p$杂交和避免核心重叠，并预测其他碱金属化合物的类似行为。
2016-05-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
London penetration depth and thermal fluctuations in the sulphur hydride 203 K superconductor
最近，压缩H $_2$ S已被证明在203 K和155 GPa的压力下成为超导体。人们可能会期望在这样的温度下波动占主导地位。利用磁化临界电流，我们确定了基态伦敦穿透深度，$λ_0$ =189 nm，超导能隙，$Δ_0$ =27.8 meV，并发现这些参数是类似的铜氧化物超导体。我们还确定的波动温度范围，$T_{\textrm{fluc}}=1470$ K，这表明，与铜酸盐，$T_c$的氢化物是不受波动。这是由于它的三维性，并建议寻找更好的超导体应该重新关注三维系统，其中不可避免的热波动不太可能减少观察到的$T_c$。
2017-01-17 cond-mat.supr-con
High Pressure and Road to Room Temperature Superconductivity
高压作为一种寻找新结构的工具，包括那些具有非常高的Tc的超导体。硫超导体的超导电性与记录值（203 K）是由声子机制引起的。然而，这种情况在重要方面与传统情况不同。硫氢化物中的声子谱既宽又具有复杂的结构。Tc的高值主要是由于与高频光学模式的强耦合，尽管声学声子也做出了显著的贡献。介绍了一种新方法;它推广了声子机制的标准处理，并使获得Tc的解析表达式成为可能。结果表明，与传统情况不同，同位素系数的值随压力变化，并反映了光学模式的影响。相图，即Tc的压力依赖性，是相当奇特的。一个重要的特征是，压力的增加导致了一系列的结构转变，其中包括产生具有记录Tc的超导相的结构转变，在150 GPa附近的狭窄区域内，临界温度从120 K急剧上升到200 K。急剧的结构转变是由序参量和晶格形变相互作用引起的一级相变，并产生高Tc相，高Tc相的电子能谱的显著特征是费米能级处出现小口袋。它们的存在导致了双能隙光谱，原则上可以通过未来使用隧道光谱学来观察。这一特点导致非单调和强烈的非对称压力依赖的Tc。其他的超导体可以预期显示甚至更高的Tc值，直到室温。根本的挑战在于创造一种能够在环境压力下显示高Tc的结构。
2018-02-07 cond-mat.supr-con
Raman fingerprint of high-temperature superconductivity in compressed hydrides
HPSTAR, Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research（高压科学与技术先进研究中心）；CNR-SPIN, Area della Ricerca di Tor Vergata（罗马托尔维加塔研究区国家研究委员会自旋物理研究所）；CNR-INO, Instituto Nazionale di Ottica, Consiglio Nazionale delle Ricerche（国家研究委员会光学研究所）；SHARPS, Shanghai Advanced Research in Physical Sciences（上海物理科学先进研究中心）
针对高压富氢化合物超导性探测缺乏可靠定量手段的问题，本研究结合电输运测量获取145GPa下六方LaH10的高质量拉曼光谱，证实拉曼光谱可作为稳健的非接触式高温超导定量探测工具。
2025-11-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Quantifying the nonadiabaticity strength constant in recently discovered highly-compressed superconductors
本研究通过分析多种近期发现的高压超导体的实验数据，量化其非绝热强度常数$T_θ/T_F$，发现不同材料的该常数分别与A15超导体或$H_3S$、$LaH_{10}$处于相近范围。
2023-07-19 cond-mat.supr-con
Mechanisms driving robust high-temperature superconductivity in complex metal hydrides under moderate pressure
本文以Li3IrH9为例，提出通过反键电子带重叠引发强电子-声子耦合的新机制，在中等压力下实现复杂金属氢化物的稳健高温超导，并筛选出Li3RhH9等新超导家族。
2025-06-02 cond-mat.supr-con
Applied electric field instead of pressure in H-based superconductors
为了给氢基超导体的实验提供一个新的建议，我们提出了一个理论框架来理解外加电场对高压氢化物超导体的影响。我们研究了一种材料在压力$p$，当它具有绝缘体-超导体转变，在各自的超导临界温度$T_{cr}$。该理论表明，外加电场穿透材料，迫使库珀对玻色凝聚。如果施加电场，然后增加温度，则理论预测新的临界温度$T^{el}_{cr}$高于$T_{cr}$。因此，如果我们施加电场而不是增加压力，系统具有更高的超导临界温度。结果表明，在$234Gpa$和接近但低于临界温度$T_c=283K$的碳质硫氢化物情况下，施加足够强的电场，可以使超导临界温度接近300 K。
2022-03-11 cond-mat.supr-con
Isotope effect in superconducting lanthanum hydride under high compression
最近，在兆巴压力下在LaH $_{10}$的fcc相中实验实现了室温超导性的发现。具体地，通过用氘（D）替换氢（H）来测量$T_{\rm c}$的同位素效应，证明了声子在所观察到的室温SC中的驱动作用。在此，基于谐波近似内的第一性原理计算，结果表明：（i）面心立方LaH $_{10}$和LaD $_{10}$的全同电子-声子耦合常数随压力的增加而单调减小; $T_{\rm c}$的同位素效应几乎与$M^{-α}$（$M$：离子质量）成比例，$α$ ${\approx}$为0.465，与压力无关。在150 GPa附近，$α$的预测值与实验值（$α=0.46$）吻合较好.因此，我们的研究结果提供了一个新发现的压缩LaH $_{10}$的室温超导体的传统的电子-声子耦合机制的理论确认。
2020-05-15 cond-mat.supr-con
