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
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
First-principles study of the pressure and crystal-structure dependences of the superconducting transition temperature in compressed sulfur hydrides
本文利用超导体的密度泛函理论，从第一性原理出发，计算了硫原子H $_{2}$ S和H $_{3}$ S的超导转变温度（$T_{\rm c}$）。在$\lesssim$ 150 GPa的压力下，最近的实验中观察到的高值$T_{\rm c}$（$\gtrsim$ 130 K）[A. P. Drozdov，M. I.我和埃克塞特。A. Troyan，arXiv：1412.0460]通过假设H $_{2}$ S分解成$R3m$ $_{3}$ S和S而精确地再现。对于较高的压力，计算的$T_{\rm c}$ s的$Im3m$ -H $_{3}$ S系统地高于那些$R3m$ -H $_{3}$ S和实验观察到的最大值（190 K），这表明另一个更高的- $T_{\rm c}$相的可能性。我们还从第一性原理量化了同位素效应，并证明了当多个结构相在能量上竞争时，同位素效应系数可以大于常规值（0.5）。
2015-07-07 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
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
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
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
Origin of High-Temperature Superconductivity in Compressed LaH$_{10}$
室温超导是现代物理学中最具挑战性的课题之一。最近的实验报道，氢化镧LaH $_{10{\pm}x}$（$x$ $<$ 1）在约190（150）GPa的高压下将超导转变温度$T_{\rm c}$提高到${\sim}$ 260（或215）K。在这里，基于第一性原理计算，我们揭示了压缩LaH $_{10}$中拓扑Dirac-nodal-line（DNL）态的存在。值得注意的是，由反转和时间反转对称性以及旋转对称性相结合的DNL在费米能附近产生了范霍夫奇点（vHs），从而产生了大的电子态密度。与其它含阳离子La和阴离子H原子的La配合物相比，LaH $_{10}$表现出一种既含阴离子La又含阳离子H和阴离子H的独特电荷特征，这是由于La $f$和H $s$轨道的强烈杂化所致.我们发现，大量的电子状态的vHs强烈耦合到H衍生的高频声子模式，通过不寻常的，复杂的成键网络的LaH $_{10}$诱导，从而产生高的$T_{\rm c}$。我们的发现不仅阐明了在LaH $_{10}$中观察到的高$T_{\rm c}$ BCS型超导性的微观起源，而且为在压缩富氢化合物中实现室温拓扑超导体铺平了道路.
2019-01-20 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
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
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
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
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
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
Multiband Nature of the Room-Temperature Superconductivity in Compressed LaH$_{10}$
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（SC）的发现。这种压缩LaH $_{10}$的SC已被解释为强电子-声子耦合（EPC），但如何获得大的EPC常数和高超导转变温度$T_{\rm c}$的机制尚未被清楚地确定。基于密度泛函理论和Migdal-Eliashberg形式，我们揭示了费米面（FS）上存在两个无节点的各向异性超导能隙.在这里，小的能隙主要与三个外FS片上的H $s$和La $f$轨道的杂化态有关，而大的能隙主要来自一个内FS片上的相邻H $s$或$p$轨道的杂化态。此外，我们发现，压缩的YH $_{10}$与相同的方钠石状笼形结构的EPC常数增强，由于两个额外的FS片，导致更高的$T_{\rm c}$比LaH $_{10}$。结果表明，在压缩的LaH $_{10}$和YH $_{10}$中，杂化电子态的多带配对是导致大的EPC常数和室温SC的原因.
2019-10-14 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
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
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
Metal hydrides achieve high-Tc superconductivity at low pressure by mimicking high-pressure H3S chemical bonding
Jilin University（吉林大学）；Ningbo University（宁波大学）；California State University, Northridge（北岭加州州立大学）；University of California Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）
通过模仿高压H3S化学键，金属氢化物在低压下实现高临界温度超导性，利用Cu-H共价相互作用增强电子-声子耦合，提高结构稳定性与超导性能。
2026-02-14 cond-mat.supr-con
The compliance of the molecular hydride superconductor $BiH_4$ with the Migdal's theorem
本文分析 BaH12 和 BiH4 实验数据，发现 BiH4 的电子-声子耦合常数与理论计算显著不同，其费米温度和德拜温度比值符合 Migdal 定理，成为首个符合该定理的氢化物超导体。
2025-04-21 cond-mat.supr-con
Superconducting susceptibility signal captured in a record wide pressure range
本文首次在5–160 GPa创纪录宽压力范围内测量商用超导合金Nb0.44Ti0.56的超导抗磁性，系统给出样品尺寸、信号强度、信噪比和转变温度等结果，证明其可作为评估高压氢化物超导实验可靠性的理想参考样品和基准。
2025-05-08 cond-mat.supr-con
High temperature superconductivity of quaternary hydrides XM3Be4H32 (X, M = Ca, Sr, Ba, Y, La, Ac, Th) under moderate pressure
基于第一性原理计算，发现四元氢化物XM3Be4H32在中压下存在多个动力学稳定且超导转变温度远高于液氮温度（最高153 K）的化合物，金属原子预压缩和元素组合调控电子结构是实现高温超导的关键。
2023-11-12 cond-mat.supr-con
A recipe for an effective selection of promising candidates for high-temperature superconductors among binary hydrides
针对二元氢化物超导体筛选效率低的问题，通过分析580余种化合物的数据，发现较重原子与氢原子质量比（$M_X/M_H$）是筛选高临界温度候选者的关键指标，该比值越低临界温度越高，据此可显著提升资源利用效率并加速相关研究。
2024-09-24 cond-mat.supr-con
A-15 type superconducting hydride $La_4H_{23}$: Nanograined structure with low strain, strong electron-phonon interaction, and moderate level of nonadiabaticity
本研究分析A-15型超导氢化物$La_4H_{23}$的实验数据，揭示其纳米晶低应变结构、强电声耦合与中等非绝热性，证实其属于非常规超导体，刷新A-15家族超导温度纪录。
2024-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Large negative magnetoresistance and pseudogap phase in superconducting A15-type La$_4$H$_{23}$
本文发现了一种在约120 GPa下合成的A15型镧超氢化物La₄H₂₃，其临界温度达105 K，并通过高达68 T的脉冲磁场输运测量揭示了其中存在赝能隙相及大负磁电阻等非常规行为。
2024-02-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Pressure-induced high-temperature superconductivity in ternary Y-Zr-H compounds
压缩的富氢化合物作为超导体的有吸引力的竞争者受到了广泛的关注，进一步的挑战是在较低压力下保持超导体的稳定性和超导性。在本工作中，我们在Y-Zr-H三元系中发现了几种新的具有优良超导电性的化合物YZrH_6、YZrH_8和YZrH_（12）。有趣的是，具有A15型结构的YZrH 6可以在低至0.01 GPa的压力下保持动态稳定性，并且其临界温度（Tc）仍然为16 K。YZrH_8和YZrH_（12）在200 GPa和160 GPa下分别具有70 K和183 K的高Tc。与H原子相关的声子模对电子-声子耦合有重要贡献，H驱动的电子态密度在超导电性中起着重要作用。这些发现突出了氢驱动的电子态密度、电子-声子耦合与一类特殊超导体的超导电性之间的关系，为设计和优化新型富氢高温超导体开辟了新的途径.
2022-09-09 cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Classifying charge carrier interaction in highly-compressed elements and silane
自从Drozdov等人（2015 Nature 525 73-76）在高度压缩的氢化硫中发现了近室温超导性（NRTS）以来，迄今为止已经发现了十几种在100 K以上表现出超导转变的二元和三元富氢相。有一种被广泛接受的理论观点认为，富氢相中超导电性出现的主要机制是电子-声子配对。然而，我们最近对$H_{3}S$、$LaH_{x}$、$PrH_{9}$和$BaH_{12}$（arXiv：2104.14145）中的实验温度依赖性电阻的分析表明，这些化合物表现出非电子-声子载流子相互作用的优势，因此，电子-声子配对不太可能是这些材料中出现超导性的主要机制。在这里，我们使用相同的方法来揭示载流子相互作用在高度压缩的锂，黑磷，硫，硅烷。我们发现这些超导体都表现出非电子-声子载流子相互作用的优势。这解释了失败的高Tc值预测这些材料的第一性原理计算，利用电子-声子配对的机制出现在这些材料中的超导性。我们的结果表明，替代配对机制（即，电子-磁振子、电子-极化子、电子-电子等）应该在第一性原理计算方法中进行测试，作为高度压缩超导体中出现超导性的可能机制。
2021-06-30 cond-mat.supr-con
High-Temperature Superconductivity in Cerium Superhydrides
H3 S和LaH 10高温超导性的发现激发了人们对压缩超导体的研究。与迅速扩大的理论研究相比，氢化物超导体的高压实验昂贵且技术上具有挑战性。在这里，我们实验发现了两个新相的超导性，Fm-3 m-CeH 10（SC-I相）和P63/mmc-CeH 9（SC-II相），其压力比稳定其他多氢化物超导体所需的压力低得多（<100 GPa）。超导电性是由电阻急剧下降到零，并通过降低的临界温度在氘样品和在外部磁场。SC-I在95 GPa下具有Tc=115 K，显示出由于电子-声子耦合（EPC）系数λ的降低（从100 GPa下的2.0到200 GPa下的0.8）而在进一步压缩时预期的降低。SC-II在88 GPa时的Tc = 57 K，在130 GPa时迅速增加到最大Tc ~100 K，然后在进一步压缩时降低。Tc的该最大值是由于在从P63/mmc-CeH 9到晶格断裂的变体C2/c-CeH 9的相变处λ的最大值。合成的压力-温度条件影响实际氢含量和Tc的实际值。铈超导体的异常低的稳定压力使它们对超导体的研究和设计具有更低稳定压力的新超导体具有吸引力。
2021-01-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Double-valued strong-coupling corrections to Bardeen-Cooper-Schrieffer ratios
在高压H $_3$ S、LaH $_1$ $_0$和YH $_6$中近室温（NRT）超导性的实验发现恢复了人们对超导体中电子-声子配对机制的基本兴趣。在高度压缩的超导体中，声子介导的NRT超导性的先决条件之一是强的电子-声子相互作用，其可以通过Bardeen-Cooper-Schrieffer（BCS）理论与$k{_B}T{_c}$ /（${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$）的无量纲比率来量化，其中Tc是临界温度，而$ω{_l}{_n}$是对数声子频率（Mitrovic等，1984 Phys. Rev. B 29 184）。然而，BCS比率的所有已知强耦合校正函数适用于$k{_B}T{_c}$ /（${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$）<0.20，这对于NRT超导体来说不是足够高的$k{_B}T{_c}$ /（${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$）范围，因为后者表现出0.13 < $k{_B}T{_c}$ /（${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$）< 0.32的可变值。本文重新分析了全实验数据（包括高压缩H3 S的数据），发现能隙临界温度比和比热跃变比的强耦合修正函数是$k{_B}T{_c}$ /（${\hslash}$ $ω{_l}{_n}$）的双值近似线性函数。
2020-06-19 cond-mat.supr-con
Room Temperature Superconductivity: the Roles of Theory and Materials Design
本文回顾了从BCS理论到基于密度泛函理论的计算材料设计如何推动超导体预测，并记述了SH₃、LaH₁₀和YH₉三种高压氢化物超导体从数值预测到实验证实的过程，其Tc达200-280K，同时讨论了当前挑战与压缩氢化物中的规律性。
2023-01-06 cond-mat.supr-con
$d$-wave superconductivity as a model for diborides apart MgB$_2$
最近，Pei等人（arXiv 2105.13250）报道了环境压力$β$-MoB $_2$在压力P~70 GPa下表现出向$α$-MoB $_2$（空间群：$P6/mmm$）的相变，并且该高压相是在P~110 GPa下表现出$T_c=32 K$的高温超导体。尽管$α$-MoB $_2$具有与环境压力MgB $_2$ 2相同的晶体结构并且$α$-MoB $_2$和MgB $_2$的$T_c$非常接近，但是第一原理计算表明在$α$-MoB $_2$中费米能级附近的状态$ε_F$由Mo原子的$d$ -电子支配，而在MgBPDMATHABMN中，硼原子层的$p$ -轨道对$ε_F$附近的态有主要贡献.最近，Hire等人（arXiv 2212.14869）报道了$P6/mmm$相可以在环境压力下在$Nb_{1-x}Mo_{x}B_{2}$固溶体中稳定，并且这些三元合金显示出$T_c=8 K$。此外，Pei等人（Sci. China-Phys.Mech.Astron.65，287412（2022））显示，压缩的WB PDMATHAMN在P~121 GPa下表现出$T_c=15 K$。在这里，我们分析了$Nb_{1-x}Mo_{x}B_{2}$（x = 0.25; 1.0）的$P6/mmm$ -相和高度压缩的WB $_2$的实验数据，并表明这三相表现出$d$ -波超导性。我们还推导了这三个阶段的…
2023-01-10 cond-mat.supr-con
Same-group element replacement enhances superconductivity in clathrate-like YH4
本文以YH4为基体，通过同族元素Sc、La、Zr部分替代Y，发现(Y,Sc)H4在100 GPa下Tc提升至124.43 K，提出同族元素替代是增强氢化物超导Tc的有效策略。
2025-09-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
The electron-phonon coupling constant and the Debye temperature in polyhydrides of thorium, hexadeuteride of yttrium, and metallic hydrogen phase III
Drozdov在高度压缩的氢化硫中发现了200 K以上的超导性的里程碑式实验发现（Nature 525，73（2015））引发了对金属超导体的实验和理论研究。从那时起，已经发现了十几个超导二元和三元多晶硅。例如，有三种超导多晶钍：Th 4 H15、ThH 9和ThH 10，以及四种多晶钇：YH 4、YH 6、YH 7和YH 9。除了二元和三元氢基金属化合物之外，最近Ehrts（arXiv：2109.11104）报道了氢的金属化，其在P>330 GPa和T<200 K下表现出相变成金属氢相III。在这里，我们分析了随温度变化的电阻，R（T），在钍，钇的hexadeuteride和氢相III，并推导出德拜温度，$T$ $_θ$，和电子-声子耦合常数，$λ_{e-ph}$，为这些导体。我们发现Th 4 H15相表现出$λ_{e-ph}$ = 0.82-0.99，这与从热容测量（Miller，Phys.Rev.B14，2795（1976））推导出的$λ_{e-ph}$ = 0.84的实验值非常一致。对于P63/mmc-ThH 9相（P = 170 GPa），我们推导出$λ_{e-ph}$（170 GPa）= 1.46，这与Semenok报道的$λ_{e-ph}$（Materials Today 33，36（2020））合理一致。对于Fm-3 m-ThH 10，推导出的$λ_{e-ph}$（…
2021-11-03 cond-mat.supr-con
Superconducting $I$$\overline{4}$3$m$ CSH$_7$ model applied to resistive transition temperature data for compressed C-S-H at high pressure
本文用理论预测的 $I$$\overline{4}$3$m$ CSH$_7$ 结构和纯电子库仑配对模型解释高压 C-S-H 电阻转变，排除287.7 K数据，并在258、271 GPa下以±3.5 K误差匹配实验。
2023-07-16 cond-mat.supr-con
Classifying superconductivity in ThH-ThD superhydrides/superdeuterides
Satterthwaite和Toepke（1970年物理学评论快报）。25741）发现Th 4 H15-Th 4D 15超导体是超导的，但不表现出同位素效应。由于同位素效应是电子-声子介导的超导性的基本预测，由Barthel，Cooper和Schrieffer（BCS）描述，它的缺失暗示了一些其他机制。在这项工作之后不久，Stritzker和Buckel（1972 Zeitschrift für Physik A Hadrons and nucleus 257 1-8）报道了PdHx-PdDx系统中的超导体表现出反向同位素效应。Yussouff等人（1995 Solid State Communications 94 549）在PdHx-PdDx-PdTx系统中扩展了这一发现。在高度压缩的H3 S（Drozdov等人，2015 Nature 525 73）和LaH 10（Somayazulu等人，2019 Phys. Rev. Lett. 122 027001）以及最近发现的两种高压富氢相ThH 9和ThH 10（Semenok et al 2019 Materials Today，DOI：10.1016/j.martod.2019.10.005）。我们得出结论，迄今为止，所有已知的钍超氧化物/氘化物都是非常规超导体-以及重费米子，富勒烯，磷属元素化物，铜酸盐，我们发现它们的Tc/…
2019-12-14 cond-mat.supr-con
Pressure-induced high temperature superconductivity in H3X (X=As, Se, Br, Sb, Te and I)
在高度压缩的H_{3} S中发现的高临界温度T_{c}超导性，开启了在过渡金属系列之外的超导体中寻找强电子-声子耦合的问题。这项工作的具体目标是探索发现超过H_{3} S超导转变温度的材料的可能性。我们的研究包括材料H_{3} X（X=As、Se、Br、Sb、Te和I），仅限于Im \overline{3} m晶体结构。我们采用的程序包括进行线性化增广平面波计算许多不同的体积计算电子态密度和它们的压力变化。这是结合量子ESTERO计算，我们得到的声子频率和电子-声子耦合常数λ，然后应用多次散射为基础的理论Gaspari和Gyorffy，以获得Hopfield参数和McMillan-Allen-Dynes理论。应该强调的是，GG方法将电子对λ的贡献从相应的声子贡献中分离出来，并为理解这些材料中的超导性提供了额外的见解。根据我们的分析，氢是这些材料中T_{c}的主要贡献者，因为它占总λ的75 \sim 80%。我们对H_{3} Se和H_{3} Br的计算给出了T_{c} {}{} \sim 100 K.对于我们研究中的其他材料，我们发现H_{3} As是不稳定的，H_{3} Sb、H_{3} Te和H_{3} I具有小的McMillan-Hopfield参数值，这使得它不太可能给出高的T_{c}。然而，根据我们的刚性带模型和虚拟晶体计算，我们预测一个T_{c} \sim 150 K的…
2019-08-06 cond-mat.supr-con
Structural and Vibrational Properties of D$_3$Se from First Principles: Anharmonic Quantum and Isotope Effects
College of Science, Northeast Electric Power University（东北电力大学理学院）；Department of Applied Physics, School of Sciences, Xi’an University of Technology（西安理工大学理学院应用物理系）；Oden Institute for Computational Engineering and Sciences, University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校奥登计算工程与科学研究所）
研究以H$_3$Se为参考，结合第一性原理计算与随机自洽谐波近似，研究D$_3$Se在60 - 200 GPa的振动和超导特性，发现非谐效应使声子谱重整化、晶格稳定，改变电子 - 声子耦合致超导临界温度降低，还揭示其对同位素效应的控制作用。
2026-07-21 cond-mat.supr-con
