Enhancement of hydrogen absorption and hypervalent metal hydride formation in lanthanum using cryogenic ball milling
本研究通过在液氮温度下对镧前驱体进行球磨,显著提高了其在较低压力下的氢吸收能力,成功形成了LaHx(x=2-3)相和高价LaH4相,并发现LaH4相的形成与Fm3-m立方结构的菱面体畸变受抑有关。
2025-06-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
La-$X$-H hydrides: is hot superconductivity possible?
最近声称的热超导临界温度高达550 K的La + x(arXiv:2006.03004)的动机,我们调查的高压相图可能已经形成的化合物,在实验中,使用第一性原理计算的进化晶体结构预测和超导性。从假设所观察到的T $_c$可以通过连续加热后,预形成的LaH $_{10}$相实现,我们检查合理的三元镧,氢和其他元素存在于金刚石砧单元:硼,氮,碳,铂,镓,金。我们发现只有硼能形成类超导体结构,但预测的Tc与实验报道不一致。我们的研究结果表明,虽然热超导性的要求应该重新考虑,它是很有可能的未知的富氢三元或多元相含有镧,硼和氢可能已经形成在报告的实验条件下,这些可能会表现出超导性能相当,甚至优于目前已知的超导体。
2021-06-14 cond-mat.supr-con
Superconductivity at 250 K in lanthanum hydride under high pressures
在203 K下H3 S超导性的发现使人们重新关注传统的超导体,其性质可以用Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)和Migdal-Eliashberg理论来描述。这些理论预测,在具有某些有利参数(如高频晶格振动)的金属中,高甚至室温超导性(RTSC)是可能的。然而,这些一般理论不足以预测真正的超导体。基于密度泛函理论的第一性原理计算可以预测新的超导材料。特别是,计算表明,一个新的家庭具有笼形结构,其中的主机原子(Ca,Y,La)是在中心的笼形成的氢原子。对于LaH 10和YH 10的超导性,预测在兆巴压力下的临界温度Tc在240和320 K之间。在这里,我们报告的超导电性与记录Tc ~ 250 K内的Fm-3 m结构的LaH 10在压力P ~ 170 GPa。我们通过零电阻、同位素效应以及外加磁场下Tc的降低证明了250 K下超导的存在,并由此推测零温下的临界磁场上限为120 T。转变温度Tc(P)的压力依赖性在170 GPa左右有一个最大值250-252 K。从先前的Tc记录203 K到约50 K的这一飞跃表明在不久的将来在高压下实现RTSC(即在273 K)的真正可能性以及在环境压力下实现常规超导性的前景。
2018-12-04 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
Stability and superconductivity of lanthanum and yttrium decahydrides
稀土氧化物在高压下具有高温超导性。在这里,我们将晶体结构预测方法应用于当前的记录保持$T_c$材料LaH $_{10}$和甚至更高的$T_c$的候选物YH $_{10}$。我们发现压力诱导相变从实验观察到的立方LaH $_{10}$相到一个新的六方相在420 GPa左右。这种六方相可以解释在fcc样品中观察到的六方相杂质。我们发现,YH $_{10}$形成类似的结构,LaH $_{10}$和讨论的敏感性超导计算所使用的计算参数。
2020-06-22 cond-mat.supr-con
Quantum Crystal Structure in the 250 K Superconducting Lanthanum Hydride
高压下硫化氢系统中200 K超导性的发现[1]清楚地证明了富氢材料可以成为高温超导体。最近合成的LaH $_{10}$的超导临界温度(T $_{\text{c}}$)为250 K [2,3],使这些材料处于达到长期梦想的室温超导性的边缘。电学和X射线衍射测量确定了La原子面心立方(fcc)排列结构中LaH $_{10}$的弱压力依赖性T $_{\text{c}}$在137和218吉帕斯卡之间[3]。在这里,我们表明,量子原子的波动稳定在所有这个压力范围内的高对称性的Fm-3m晶体结构与实验一致,它有一个巨大的电子-声子耦合$λ\sim3.5$。即使忽略量子原子振动的从头算经典计算预测该结构在230 GPa以下扭曲,产生具有许多局部最小值的复杂能量景观,包含量子效应简化了能量景观,证明Fm-3m是真正的基态。之间的协议的计算和实验T $_{\text{c}}$值进一步支持这一阶段负责250 K的超导性。这里发现的能量景观中量子涨落的相关性质疑了经典方法中对氢化物的许多晶体结构预测,这些预测目前指导着对室温超导性的实验探索[4,5,6]。此外,量子效应揭示了维持具有异常电子-声子耦合的固体的关键,否则这些固体可能是不稳定的[7]。
2019-07-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Potential high-$T_{c}$ superconductivity in YCeH$_{x}$ and LaCeH$_{x}$ under pressure
镧、钇和铈是三种最著名的超导二元体系(La-H、Y-H和Ce-H体系),在理论和实验上都得到了广泛的研究。最近的研究表明,由镧和钇组成的三元氧化物可以在253 K附近实现高的超导电性。在这项研究中,我们采用基于进化算法的晶体结构预测(CSP)方法和第一性原理计算,研究了高压下由(Y,Ce)和(La,Ce)组成的三元化合物的稳定性和超导电性。计算结果表明,在Y-Ce-H和La-Ce-H体系中存在多个稳定相,其中$P4/mmm$ -YCeH $_{8}$、$P\bar{6}m2$ -YCeH $_{18}$、$R\bar{3}m$ -YCeH $_{20}$、$P4/mmm$ -LaCeH $_{8}$和$R\bar{3}m$ -LaCeH $_{20}$具有H $_{18}$、H $_{29}$和H $_{32}$笼形结构,能同时保持热力学和晶格动力学稳定性.此外,我们还发现这些相在高温下也保持了很强的抗分解能力。电子-声子耦合计算表明,这五个相中只有三个可以表现出高温超导性。用Allen-Dynes修正的McMillan公式预测了$R\bar{3}m$ $_{20}$、$R\bar{3}m$ $_{20}$和$P\bar{6}m2$ -YCeH $_{18}$的超导转变温度($T_\mathrm{c}$)分别为300 GPa时的122 K、250 GPa时的116 K和150 GP…
2022-11-14 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
Synthesis and stability of high-$T_c$ LaH$_{10\pmδ}$ films at high pressures
University of Bristol(布里斯托大学);University of Edinburgh(爱丁堡大学);European Synchrotron Radiation Facility (ESRF)(欧洲同步辐射装置);Diamond Light Source(钻石光源)
本研究以氨硼烷为氢供体,在高压下通过原位激光加热合成LaH₁₀±δ薄膜,证实其高T_c超导性及时间稳定性,确立PVD薄膜前驱体为氢化物合成的可行途径。
2026-10-21 cond-mat.supr-con
High-temperature superconductivity in A15-type La4H23 below 100 GPa
University of Bristol(布里斯托大学);Diamond Light Source(钻石光源研究所)
本研究在95 GPa压力下合成了具有氢笼形结构的A15型La4H23,观测到其超导转变温度达90 K,验证了氢笼形结构对高温超导的作用,为低压氢化物超导体研究提供了新进展。
2023-08-06 cond-mat.supr-con
Superconductivity in sodalite-like yttrium hydride clathrates
我们报告从头计算的超导性质的两个高Tc的钠长石状的笼形物YH 6和YH 10,在完全各向异性的ME理论,包括库仑修正。对于这两种化合物,我们发现几乎各向同性的超导间隙,从均匀分布的电子-声子耦合的声子模式和电子状态的混合Y和H字符。库仑屏蔽相当弱,导致Morel-Anderson赝势mu*= 0:11,与镧系元素中异常大的Tc的说法不一致。相应的临界温度在300 GPa超过室温(Tc = 290 K和310 K的YH 6和YH 10),与以前的各向同性的间隙计算。这两种化合物对外部压力的不同响应,以及与低Tc超导YH 3的比较,可能会激发改善这类超导体超导性能的策略。
2019-01-13 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Transmission of radio-frequency waves and nuclear magnetic resonance in lanthanum superhydrides
Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research (HPSTAR)(高压科学和技术先进研究中心);Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf(德累斯顿-罗斯多夫亥姆霍兹中心);Technische Universität Dresden(德累斯顿工业大学);Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids(马克斯·普朗克固体化学物理研究所);A.V. Shubnikov Institute of Crystallography of the Kurchatov Complex of Crystallography and Photonics (KKKiF)(库尔恰托夫晶体学与光子学综合体A.V.舒比尼科夫晶体学研究所);Shanghai Advanced Research in Physical Sciences (SHARPS)(上海物理科学前沿研究院)
本研究通过¹H NMR测量揭示了镧超氢化物中超导转变的体性质,并估算了超导能隙和相关参数。
2025-02-16 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
Al-Based Few-Hydrogen Metal-Bonded Perovskite High-$T_c$ Superconductor Al$_4$H up to 54 K under Atmospheric Pressure
该研究提出构建少氢金属键钙钛矿氢化物的常压超导设计策略,并基于Migdal-Eliashberg理论预测延展性良好、结构稳定的Al基Al$_4$H在大气压下$T_c$可达54 K。
2023-08-19 cond-mat.supr-con
High Tc superconductivity in heavy Rare Earth Hydrides: correlation between the presence of the f states on the Fermi surface, nesting and the value of Tc
本研究通过计算发现两种低压下高临界温度的方钠石型笼形重稀土氢化物YbH₆和LuH₆,揭示了费米面f态、结构嵌套与超导Tc值的关联机制。
2020-10-23 cond-mat.supr-con physics.comp-ph
Road to Room-Temperature Superconductivity: Tc above 260 K in Lanthanum Superhydride under Pressure
使用高压在室温附近实现超导性有着悠久的历史,其中大部分集中在富氢材料中实现这一点。本文简要概述了2018年5月会议上提出的工作,以及动机和技术背景,氢化镧超导性的理论预测以及随后的实验确认。理论计算使用密度泛函为基础的结构搜索方法结合BCS型模型预测了一类新的致密,富氢材料超导临界温度在室温附近和200 GPa以上的压力。随后实验证实了在镧系中存在一系列这些相,并开发了用于其合成和表征的技术,包括在兆巴压力下测量结构和输运性质。四探针电输运测量确定为LaH10的立方相显示在260 K以上的温度在200 GPa附近的超导性的签名。的结果支持伪四探针电导率测量,临界电流测定,低温X射线衍射,和磁化率测量。测得的高Tc与原始计算结果非常吻合。实验还揭示了Tc在150 K和260 K以上的额外超导相。这一努力突出了高密度富氢材料的新物理学,材料设计在发现和创造新材料方面的成功,以及在室温及以上的新类别超导体Tc的可能性。
2019-06-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity up to 243 K in yttrium hydrides under high pressure
在H3 S中发现了高温常规超导性,其临界温度为Tc=203 K,随后是最近在面心立方(fcc)氢化镧LaH 10化合物中的Tc ~250 K的记录。它是在一类新的氢为主的化合物中实现的,该化合物具有笼形晶体结构,其中氢原子形成3D框架并围绕稀土元素的主体原子。预计钇氧化物具有甚至高于室温的Tc。在本文中,我们合成并改进了新的晶体结构:YH 4,YH 6,和YH 9在压力高达237 GPa发现,YH 4在I4/mmm晶格中结晶,YH 6在Im-3 m晶格中,YH 9在P63/mmc晶格中与计算非常一致。所观察到的非常高温超导性与fcc-LaH 10中发现的超导性相当:YH 9的Tc的压力依赖性也显示出“圆顶状”,在201 GPa时最高Tc为243 K。我们还观察到的YH 6相的Tc为227 K,在237 GPa。然而,测得的Tc显着低于约30 K比预测。超导性的证据包括零电阻的观察,在外部磁场和同位素效应下Tc的降低。理论上预测的最高Tc>300 K的fcc YH 10在我们的实验中在高达237 GPa的压力下不稳定。
2019-09-23 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
Evolutionary search for superconducting phases in the lanthanum-nitrogen-hydrogen system with universal neural network potential
本文通过密度泛函理论与通用神经网络势相结合的演化搜索,系统研究了20 GPa下La-N-H体系的热力学稳定相与超导性,发现N掺杂仅使Tc最高提升至14.41 K,难以实现热超导。
2023-12-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Emergence of superconductivity at 45 K by lanthanum and phosphorus co-doping of CaFe2As2
La-P共掺杂CaFe_2As_2在45 K下具有超导电性。该超导转变温度高于Ba 1-xKxFe 2As 2中的38 K转变,这是迄今为止在122个相中发现的最大值。在0.12 $\leq$ x $\leq$ 0.18和y = 0.06的Ca 1-xLaxFe 2(As 1-yPy)2中观察到具有实质性屏蔽体积分数的超导性。本系统的超导相似乎不邻近反铁磁相。
2013-03-19 cond-mat.supr-con
Stabilization mechanism of clathrate H cages in a room-temperature superconductor LaH$_{10}$
实验上实现了具有类钠长石笼形结构的氢化镧LaH $_{10}$在兆巴压力下具有室温超导性。基于第一性原理计算,我们发现La原子的金属骨架在间隙区有多余的电子。这种阴离子电子容易被捕获,形成稳定的H笼笼形结构。因此,我们建议,从La到H原子的电荷转移主要是由La的框架的cross-de属性驱动。此外,La原子与H笼的相互作用导致La-5 $p$半核态与H-1 $s$态的离域杂化.因此,La原子和H笼之间的键合性质的特征在于作为离子和共价的混合物。研究结果表明,阴离子和半核心电子对LaH $_{10}$中笼形H笼的稳定起着重要作用,这对其他高压稀土笼形化合物的研究具有广泛的适用性.
2020-07-03 cond-mat.mtrl-sci 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
Superconductivity and Equation of State of Distorted fcc-Lanthanum above Megabar Pressures
镧(La)是稀土元素系列中第一个因其独特的高温超导氢化物LaH 10而引起人们极大兴趣的元素。虽然一些研究已经发现了金属La的超导性和相变,但在1兆巴压力以上的状态方程(EoS)和超导性缺乏实验证据。在这里,我们将压力范围扩展到140 GPa,通过电输运和X射线衍射测量来研究镧的EoS和超导性。实验XRD图案指向78 GPa以上的相变序列R3 m-Fm 3 m-Fmmm。所有实验的压力-体积数据均用三阶Birch-Murnaghan方程拟合:V0 = 35.2(4)A^3,B 0 = 27(1)GPa,B 0 ' = 4。镧的超导临界温度Tc(onset)在78 GPa时为9.6 K,在140 GPa时降至2.2 K。在140 GPa下,上临界磁场Bc 2(0)为0.32-0.43 T。在140 GPa下,从头计算得到Tc(A-D)=2.2 K(mu*=0.195),dTc/dP = 0.11-0.13 K/GPa,Hc=0.4 T。
2020-05-30 cond-mat.supr-con
Synthesis of Superconducting Phase of La$_{0.5}$Ce$_{0.5}$H$_{10}$ at High Pressures
笼形氢化物\emph{Fm} \={3} \emph{m} -LaH $_{10}$是近年来发现的最特殊的超导体,在几百GPa的压力下,其临界温度$T_c$在250 K以上。一般的希望是降低稳定压力并保持LaH $_{10}$中特定相的高$T_c$值。然而,强烈的结构不稳定性扭曲了\emph{Fm} \={3} \emph{m}结构,并导致$T_c$在低压下迅速降低。本文从实验和计算两个方面研究了用Ce原子部分取代La后,\emph{Fm} \={3} \emph{m} -LaH $_{10}$的相稳定性和超导行为。为了明确表征合成的氢化物,我们选择了化学计量比为1:1的镧铈合金。X射线衍射和拉曼散射测量表明,\emph{Fm} 1 ={3} \emph{m} -La $_{0.5}$ Ce $_{0.5}$ H $_{10}$在140-160 GPa压力范围内是稳定的。在155 GPa下,$T_c$为175 $\pm$ 2 K的超导电性得到了理论计算和零电阻率态观测的证实.这些发现提供了适用性,在未来的探索,为各种各样的富氢的碳氢化合物。
2022-08-10 cond-mat.mtrl-sci 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
High-throughput discovery of robust room-temperature superconductors among complex ternary clathrate hydrides
本研究提出一种基于材料洞察和自建数据库的高通量筛选方法,结合经验公式预测Tc,成功发现多种具有接近或高于室温超导转变温度的复杂三元笼状氢化物,为室温超导体的发现开辟了新途径。
2024-12-18 cond-mat.supr-con
Future Study of Dense Superconducting Hydrides at High Pressure
高压氢化物超导转变温度(Tc)达到288 K的发现,为实现常温超导带来了新的希望。在这里,我们给出了一个观点的理论和实验研究的氢化物超导性。基于BCS-Eliashberg-Midgal理论并结合密度泛函理论的预测在研究和指导实验实现中起着主导作用。到目前为止,大约有20个超导实验已经被报道显示出高Tc超导性,并且它们的Tc与预测值吻合得很好。然而,理论预测与实验结果之间仍存在一些争议,如在磁场中没有观察到明显的相变温度展宽,实验上的电子-声子耦合超过Eliashberg-Midgal极限,费米能级附近态密度的能量依赖性等.要调查这些争议和起源的最高Tc的在H2O,关键的实验需要确定的结构,键合,和振动特性与H原子在这些H2O。
2021-12-18 cond-mat.supr-con
Faulty evidence for superconductivity in ac magnetic susceptibility of sulfur hydride under pressure
本文质疑高压下硫氢化物超导性的现有证据,通过分析已发表实验数据,指出其不足以支持超导结论。
2024-02-06 cond-mat.supr-con
Stability and superconductivity of K-Y-H hydrides under high pressure
在高压和高超导转变温度下寻找超导体一直是研究的热点。本文采用密度泛函理论(DFT)方法对三元富氢化合物KYHn(n = 1-16)进行了研究和计算,结果表明KYH 8具有良好的稳定性和超导电性。在50-300 GPa压力范围内保持热力学稳定。研究发现,KYH 8-C2/m在200、250和300 GPa下的Tc分别为111.3K、122.0K和142.3K。我们的研究为在三元超导体中寻找新的高温超导体提供了可能。
2021-03-20 cond-mat.supr-con
Structures and Superconductivity of Hydrogen and Hydrides under Extreme Pressure
本文综述了极端压力下氢和氢化物的相图、结构及高温超导研究进展,强调理论模拟在发现高超导转变温度氢化物中的关键作用,并指出了实现近常压氢驱动超导所需的结构特征。
2024-06-11 cond-mat.supr-con
Actinium hydrides $AcH_{10}$, $AcH_{12}$, $AcH_{16}$ as high-temperature conventional superconductors
通过进化算法USPEX预测了许多未预料到的锕系元素的稳定性。研究了最富氢和最对称的相:R $\overline{3}$ $AcH_{10}$、I4/mmm- $AcH_{12}$和P $\overline{6}$ m2- $AcH_{16}$的电子-声子相互作用。预测的锕系化合物的结构与以前研究的所有Ac-H相一致,并证明声子介导的高温超导性,其中在200 GPa下R $\overline{3}$ $AcH_{10}$的Tc在204-251 K范围内,在150 GPa下P $\overline{6}$ m2- $AcH_{16}$的Tc在199-241 K范围内,这是通过直接求解Eliashberg方程估计的。锕属于形成高温超导体(HTSC)的d1系列元素(Sc-Y-La-Ac)。结合这一观察与p0-HTSC金属多面体($MgH_{6}$和$CaH_{6}$),我们提出,p0-和d1-原子与低位空轨道倾向于形成声子介导的HTSC金属多面体。
2018-02-15 cond-mat.supr-con
High Tc Hydrides: Interplay of Optical and Acoustic Modes and Comments Regarding the Upper Limit of Tc
许多超导化合物,特别是高温超导体的声子谱,由于存在高频光学模而变得宽而复杂。为了分析光学和声学声子分支的相互作用,引入两个耦合常数λopt是方便的。和λac.,以及特征频率。Tc值与这种相互作用之间的相关性被证明为钽酸盐家族(TaH 2/TaH 4/TaH 6)。讨论了Tc的上限问题。室温超导现象可以由电子-声子相互作用提供,用强耦合理论描述。
2018-09-12 cond-mat.supr-con
Computational design of new superconducting materials and their targeted experimental synthesis
该研究回顾了2015-2021年超导氢化物进展,提出理论-实验算法分析超导性质,并展示了计算预测与实验合成相结合的有效性。
2023-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
On Distribution of Superconductivity in Metal Hydrides
利用金属原子的超导临界温度($T_{C}$)的数据,我们发现了一条规则,使得仅根据金属原子的电子结构信息就可以预测最大的$T_{C}$。利用这一指导原则,我们探索了没有可靠信息存在的氢化物体系,预测了高压下K-H、Zr-H、Hf-H、Ti-H、Mg-H、Sr-H、Ba-H、Cs-H和Rb-H体系中新的更高的熔点,并计算了它们的$T_{C}$。对锕系元素和镧系元素的研究结果表明,它们形成高度对称的超晶格$XH_{7-9}$。然而,锕系元素的超导体不具有高温超导性(除了Th-H系统),并且可能不被认为是有希望的实验研究材料,以及所有m > 4的$d^m$ -元素,包括贵元素的金属超导体。所设计的神经网络可以预测各种材料的$T_{C}$,具有良好的准确性,并用于在缺乏数据的情况下估计材料的$T_{C}$的上限。所开发的规则,基于最大可实现的临界温度作为$d+f$电子数的函数的规律性行为,能够有针对性地预测新的高$T_{C}$超导体的存在。
2019-10-03 cond-mat.supr-con
High-pressure structures and superconductivity of bismuth hydrides
本文采用进化算法和粒子群优化算法对铋的基态结构进行了系统的研究。仅考虑富氢区域,除波黑$_{3}$外,其他氢氧化物(波黑、波黑$_{2}$、波黑$_{4}$、波黑$_{5}$、波黑$_{6}$)预计在加压时稳定。随着氢含量的增加,氢以不同的形式存在于铋精矿中,并呈现出离子性的特征。在高压条件下,BiH $_{2}$、BiH $_{4}$和BiH $_{6}$中显著的结构特征是H $_{2}$单元的出现,BiH $_{6}$呈现出令人吃惊的层状结构,H $_{2}$和线性H $_{3}$单元相互穿插。进一步的计算表明,这些能量稳定的氢是良好的金属,由于掺杂杂质,它们的金属压力低于纯固体氢的金属压力。用Allen-Dynes修正的McMillan方程计算了20-119 K范围内的$T_{c}$,表明这些稳定的超导体都是潜在的高温超导体。值得注意的是,主导超导性的是H-Bi-H和Bi原子振动,而不是高频H $_{2}$或H $_{3}$单元。此外,氢含量对超导转变温度有很大的影响。
2015-11-17 cond-mat.supr-con
High-Tc superconductivity in clathrate calcium hydride CaH6
最近发现的稀土/锕系超导体开创了高压超导研究的新纪元。这种独特类型的笼形金属化合物首次被提出用于碱土金属氢化物CaH 6,然而,长期以来一直回避实验合成,阻碍了对相关物理的理解。在这里,我们报告的成功合成的CaH 6和它的测量超导临界温度Tc为215 K在172 GPa,这是证明了一个急剧下降的电阻率为零,并在磁场下的Tc的特征下降高达9 T的估计的基础上的Werthamer-Helfand-Hohenberg模型给出了一个巨大的零温度上限临界磁场为203 T。这些卓越的基准超导性能使CaH 6成为最杰出的高Tc超导体之一,标志着它是迄今为止唯一的稀土/锕系元素系列之外的笼形金属氢化物。这种特殊的情况提出了巨大的前景,扩大了非凡的高Tc超导体类更广泛的化合物,拥有更多样化的材料特性和物理特性。
2021-11-04 cond-mat.supr-con
Superconductivity in palladium hydride and deuteride at 52-61 kelvin
我们报告了在没有机械压缩的情况下,在最高温度下观察到的常规超导性,氢化钯约为54开尔文,氘化钯约为60开尔文。与先前已知的值相比,Tc的显著增加是通过在高温下加载氢或氘后快速冷却氢化物和氘化物来实现的。我们的研究结果鼓舞了人们的希望,即在环境条件下的常规超导性将在具有非常高的氢密度的材料中被发现,正如十多年前所预测的那样。
2016-08-05 cond-mat.supr-con
Evidence against superconductivity in flux trapping experiments on hydrides under high pressure & On magnetic field screening and expulsion in hydride superconductors
本文质疑高压富氢材料磁通俘获实验的超导解释,指出测量结果来自实验伪影或非超导磁性质,并结合已有证据否定其超导电性,进而讨论磁场屏蔽与排斥。
2023-03-14 cond-mat.supr-con
High Pressure RTSC-Hydrides are Extreme Hard Type-II Superconductors
据认为,大多数的RTSC超导体是本征硬II型超导体具有很强的钉扎效应。钉扎中心为长柱状缺陷,其半径为超导相干长度的数量级。核心和电磁钉扎都是同样有效的,从而使最大钉扎潜力时,旋涡是沿柱轴方向。该理论预测:(i)大的临界电流,(ii)与标准超导体相比,磁场中的电阻的温度展宽大大减小,(iii)大的磁化滞后,(iv)磁不可逆线被推向第二临界场并且磁化弛豫慢得多。RTSC-SiC是硬的II型SC,可以在这些材料中产生新的物理。
2021-04-25 cond-mat.supr-con
Data-driven design of high-temperature superconductivity among ternary hydrides under pressure
本文提出数据驱动框架,从超百万结构中筛选并评估三元笼状氢化物的稳定性与Tc,发现14种原型氢框架及多种近室温超导候选材料。
2024-10-26 cond-mat.supr-con
High-temperature Superconductivity in Perovskite Hydride below 10 GPa
本文通过研究182个三元体系,设计出可在10 GPa内稳定的高温钙钛矿氢化物,其中5种超导转变温度超过120 K,为低压高温超导体的实验探索提供了新方向。
2024-07-04 cond-mat.supr-con
Phase diagram of the sulfur hydride: transition into high Tc state
硫的相图的显著特征是临界温度从120 K急剧升高到200 K。这种增长是结构转型的标志。下面描述的研究是关于这种相变的性质。可以证明,对称性分析以及晶格变形的影响的分析导致我们正在处理一阶转变的结论。它导致费米表面上突然出现小口袋,并导致双能隙能谱。
2017-05-09 cond-mat.supr-con
Crystal Structures and Properties of Iron Hydrides at High Pressure
进化算法和粒子群优化方法已被用来预测稳定和亚稳的铁在150-300 GPa之间的高电导率,没有在以前的研究中讨论。Cmca FeH 5、Pmma FeH 6和P2/c FeH 6含有类氢晶格,这是由先前预测的I4/mmm FeH 5和Cmmm FeH 6结构的轻微扭曲引起的。密度泛函理论计算表明,I4/mmm和Cmca对称FeH 5相都不是超导相。一个P1对称FeH 7相,这被发现是动态稳定在200和300 GPa,增加了另一个成员的一组预测的非金属过渡金属在压力下的氧化物。发现FeH $_8$的两个亚稳相,并且在300 GPa下的优选结构包含唯一的一维类氢晶格。
2018-09-21 cond-mat.supr-con
Reply to "Comment on `Nonstandard superconductivity or no superconductivity in hydrides under high pressure' "
针对Talantsev等人对作者关于高压氢化物超导性研究的批评,作者通过回应指出对方声称的“分析缺陷与数据报告问题”不成立,维护了自身关于氢化物具有非标准超导性或无超导性的结论。
2024-05-11 cond-mat.supr-con
Flux trapping in superconducting hydrides under high pressure
据报道,近年来在12种不同的化合物中发现了高压下富氢材料的高温常规超导性。然而,这些说法所依据的实验证据最近受到了质疑。在这里,我们讨论的捕获磁通量的测量,应该明确地建立这些材料确实是高温超导体。如果没有这一点,就应证实与此相反的说法。
2021-07-02 cond-mat.supr-con
On the high-pressure superconducting phase in platinum hydride
出于对硅烷(SiH $_{4}$)中超导相(可能源于氢化铂(PtH))的模糊实验数据的考虑,我们对后者合金中的超导态进行了理论研究。在Eliashberg形式下,给出了PtH在100 GPa下的热力学定量估计,给出了库仑赝势值($μ^{*}$)的宽范围.所得到的临界温度值($T_C\in\left<12.94, 20.01\right>$为$μ^{*}\in\left<0.05,0.15\right>$)与SiH $_{4}$的实验值$T_{C}$吻合得很好,这可能归因于PtH。此外,计算的特征热力学比超过了Bardeen-Cooper-Schrieffer理论的预测,这意味着PtH中存在强耦合和阻滞效应。我们注意到,我们的研究结果可能是高度相关的未来的研究。
2015-04-06 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
Flux-trapping experiments on ultra-high pressure hydrides as evidence of superconductivity
本文通过分析H3S超高压磁通捕获实验数据,回应了对超导电性证据的质疑,证明ZFC磁化与超线性模型一致,支持氢化物超导电性结论。
2024-09-18 cond-mat.supr-con
Self-consistent solution of Eliashberg equations for metal hydride superconductors
本文提出自洽求解Eliashberg方程的方法,用于分析金属氢化物超导体的超导性,并与常用参数化公式对比,验证了自洽解的可靠性。
2025-12-09 cond-mat.supr-con
Superconductivity of novel tin hydrides (Sn$_n$H$_m$) under pressure
以发现高温超导体为动机,采用进化算法搜索Sn-H体系中所有稳定的化合物。除了传统的SnH $_4$外,还发现新的SnH $_8$、SnH $_{12}$和SnH $_{14}$在高压下是化学稳定的。系统地研究了锡氧化物的动力学稳定性和超导电性。与传统化合物SnH $_4$相比,$\bar{4}$ m2-SnH $_8$、C2/m-SnH $_{12}$和C2/m-SnH $_{14}$表现出更高的超导转变温度(81、93和97 K),在200 GPa下T $_c$为52 K。在I $\bar{4}$ m2-SnH $_8$中观察到一个有趣的弯曲H $_3^-$和在C2/m-SnH $_{12}$中观察到新的线性H $_4^-$。所有新的锡铅在其预测的稳定范围内保持金属性。H-$_2$和H-$_3$的中频摇摆振动和弯曲振动比高频伸缩振动对电子-声子耦合参量的贡献更大。
2015-12-23 cond-mat.supr-con
Flux trapping in hydrides not yet confirmed
针对氢化物高压超导证据,指出直线插值造成热通量蠕变线性衰减的误导,改用对数衰减曲线后,磁矩来源不再支持磁通俘获与超导性结论。
2023-10-07 cond-mat.supr-con
Quantum Tunnelling and Room-Temperature Superconductivity of Hydride from Size Effects
University of Western Australia(西澳大学)
研究通过金属探针测量微米级氢化物样品在极端压力下的超导性,揭示尺寸和能垒宽度对量子隧穿及室温超导的影响,建议减小能垒和样品厚度以优化隧穿效应。
2026-04-08 cond-mat.supr-con
Tuning Chemical Precompression: Theoretical Design and Crystal Chemistry of Novel Hydrides in the Quest for Warm and Light Superconductivity at Ambient Pressures
在过去的十年中,晶体结构预测技术和实验合成工作相结合,已经彻底探索了二元化合物在压力下的相图。这种双重方法的成果是在最近的几个超导超导体的鉴定与$T_c$的接近室温。我们首先概述了预测稳定结构和估计其超导倾向的计算程序。对具有高$T_c$的相的调查揭示了一些共同的结构特征,这些结构特征似乎有利于电子结构与原子振动的强耦合,从而导致超导性。我们讨论的稳定性和超导性能的相位包含两个这些-分子H $_2$单位混合原子H和氢笼形笼-以及更独特的图案。最后,我们认为,三元氢化物相,这是少得多的探索,是一个有前途的路线,同时实现高温超导性和低压稳定性。几个三元氢化物是通过位点混合或在一个新的位点上向已知的二元氢化物结构中加入第三种元素而产生的,还有几个是基于全新的结构基序。
2021-11-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity and unexpected chemistry of germanium hydrides under pressure
基于富氢化合物在高压下可能是高温$_c$超导体的想法,以及最近在预测和合成硫化氢(T $_c$ = 203 K)方面的突破,采用从头算进化算法预测了锗的稳定结构。除了早期的结构锗烷与空间群Ama 2,我们提出了一个新的C2/m结构,这是积极的更有利的压力高于278 GPa(包括零点能)。计算结果表明,在280 GPa下,锗烷新的C2/m相的金属丰度T $_c$ = 67 K。发现锗烷在300 GPa以上的压力下分解为氢和新化合物Ge $_3$ H $_{11}$时表现出热力学不稳定性。空间群为I $\bar{4}$ m2的Ge $_3$ H $_{11}$在285 GPa以上达到稳定,T $_c$ = 43 K.我们发现,压力诱导的锗晶体的相稳定性不同于其类似的等电子系统,Si-氧化物和Sn-氧化物。超导性源于与主要来自氢的摇摆、弯曲和拉伸中频模式相关的大的电子-声子耦合。
2017-01-19 cond-mat.supr-con