Superconductivity in CH4 and BH4- Containing Compounds Derived from the High-Pressure Superhydrides
通过DFT计算系统研究高压超氢化物衍生三元化合物，发现三价元素取代的MB2H8相具有高Tc，其中KB2H8在50 GPa下热稳定且超导品质因数优于LaBeH8。
2023-12-29 cond-mat.supr-con
Efficient route to achieve superconductivity improvement via substitutional La-Ce alloy superhydride at high pressure
研究在高压hcp CeH9中以La随机取代半数Ce，合成多元(La, Ce)H9，在约110 GPa制备并实现最高178 K的Tc，较CeH9提升50–80 K。
2022-04-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Synthesis of Y$_3$Fe$_4$H$_{20}$ as a new prototype structure for ternary superhydrides recoverable at ambient pressure
CEA DAM, DIF（法国原子能和替代能源委员会达姆研究所）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
本研究通过高压合成结合结构解析方法，制备出三元超氢化物Y$_3$Fe$_4$H$_{20}$，发现其可在卸压后保持亚稳态结构，是首个能在常压下回收的超氢化物，为超氢化物的常压稳定研究提供了新原型。
2025-05-22 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other cond-mat.supr-con
High-temperature superconductivity on the verge of a structural instability in lanthanum superhydride
在20世纪60年代，人们预测金属氢有可能在室温下具有高超导性。然而，氢的金属化和超导性尚未在实验室中明确证明，可能需要高达500万个大气压的压力。基于稀土的“超导体”，如LaH 10，可以被认为是金属氢的近似物，即使它们在适度较低的压力下形成。在超导体中，H-H金属键的优势和高超导转变温度具有金属氢的标志。尽管如此，揭示控制其超导性的关键因素的实验研究仍然很少。在这里，我们报告的压力和磁场的超导秩序在LaH 10中观察到的响应。对于LaH 10，我们发现超导性和结构不稳定性之间的相关性，强烈影响负责超导性的晶格振动。
2020-10-02 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity to 262 kelvin via catalyzed hydrogenation of yttrium at high pressures
在高压下，有机衍生的碳质硫氢化物实现了室温超导性，其临界超导转变温度（Tc）为288开尔文。这一发展是一类新的致密富氢材料的一部分，具有非常高的临界温度。金属超导体是这些材料的一个子类，它们提供了一种不同的、可能更有前途的非常高Tc超导性的途径。最有前途的二元金属超导体含有碱金属或稀土元素，最近对LaH 10的实验观察表明，它们的Tc可达250至260开尔文。预测表明，钇超导体是最有希望的，YH10的Tc估计超过300开尔文。在这里，我们报告的合成钇超氢化物，表现出超导电性的临界温度为262开尔文在182吉帕斯卡。钯薄膜通过保护溅射的钇免于氧化并促进随后的氢化来辅助合成。声子介导的超导电性是通过观察零电阻、同位素效应和在外加磁场下Tc的降低而建立的。在零温度下，上临界磁场为103特斯拉。通过拉曼光谱和Tc的测量结果与计算结果的比较，我们认为YH9是合成产物。
2020-12-25 cond-mat.supr-con
In-silico synthesis of lowest-pressure high-$T_\text{c}$ ternary superhydrides
本文报道了两种高性能氢化物超导体BaSiH $_8$和SrSiH $_8$的理论预测。它们分别在高于$130$和$174\,\text{GPa}$的压力时是化学稳定的，在低于该压力时是亚稳定的。采用非谐声子计算，我们确定了BaSiH $_8$和SrSiH $_8$的动力学稳定性的最小压力分别在$3\,\text{GPa}$和$27\,\text{GPa}$附近，并使用完全各向异性的Migdal-Eliashberg理论，我们预测了$T_\text{c}$分别在$71$和$126\,\text{K}$附近。我们还介绍了一种方法来估计合成的最低压力，根据计算的焓垒保护BaSiH $_8$ $Fm\bar{3}m$结构在各种压力下分解。该$kinetic$压力阈值明显高于基于$dynamic$稳定性的压力阈值，但给出了更严格的可合成性限制。
2022-05-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Batch Discovery of New Metal Superhydrides via Chemical Template Theory and Machine Learning
研究结合化学模板效应与机器学习开发结构发现工作流，批量预测出31种稳定金属超氢化物，其中19种Tc超100K，大幅提升了高温超导材料的发现效率。
2025-03-05 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
Theoretical Predictions of MB5N5: Atom-Stuffed Boronitride Clathrate Cages Derived from the High-Pressure Superhydride
该研究通过高通量DFT、声子计算、AIMD和机器学习预测，筛选源自MH10超氢化物的MX5Y5笼状结构，发现34种常压动力学稳定MB5N5相，但超导相均在300 K、1 atm下分解。
2025-04-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
High temperature superconductivity in the lanthanide hydrides at extreme pressures
富氢超导体是有前途的高Tc超导体，在室温附近实验观察到超导性，如最近发现的镧系超导体在非常高的压力下所示，例如LaH 10在170 GPa和CeH 9在150 GPa。超导性被认为与束缚氢离子的高振动模密切相关。在这里，我们研究的极限的极端压力（200 GPa以上），其中镧系元素的氢含量大的报道。我们专注于LaH 16和CeH 16，两个原型候选人实现了大的电子贡献氢的电子-声子耦合。在这项工作中，我们提出了一个第一性原理计算平台，包括多体修正，以评估详细的物理性质的Ce-H和La-H系统，并了解这些系统的结构，稳定性和超导电性在超高压下。为进一步研究富氢超导体的常规超导性提供了一种实用的方法。我们报告说，密度泛函理论提供了准确的结构和声子频率，但多体校正导致的临界温度，这是与光谱重量转移的f-状态的增加。
2022-01-13 cond-mat.supr-con
Enhancing superconducting transition temperature of lanthanum superhydride by increasing hydrogen vacancy concentration
本研究针对实验中笼型超氢化物的氢缺陷常被忽视的问题，采用路径积分方法从第一性原理研究含氢缺陷的镧超氢化物超导性，发现150GPa以下提高氢空位浓度可进一步提升超导转变温度，解释了该压力下实验中Tc随压力正相关的现象。
2024-09-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Characterization of near-room-temperature superconductivity in yttrium superhydrides
最近，Troyan等人（2019 arXiv：1908.01534）和Kong等人（2019 arXiv：1909.10482）通过新的钇超氢化物多晶型物YHn（n = 4，6，7，9）扩展了近室温超导体家族，其在P = 160-255 GPa的压力下表现出Tc = 210-243 K的超导转变温度。本文分析了高度压缩的YH 4 + YH 6相混合物的温度相关上临界场数据Bc 2（T）（由Kong et al 2019 arXiv：1909.10482报道），以推导出Tc与费米温度Tf的比值。我们的分析表明，在所有考虑的情况下，YH 4 + YH 6混合物的比率为0.01 < Tc/Tf < 0.04。结果，YH 4 + YH 6落在Uemura图中的非常规超导带中。还发现YH 4 + YH 6混合物中的序参量振幅涨落Tfluc的特征温度仅比观察到的Tc高几个百分点，因此过氢化钇多晶型物中的超导转变从根本上受到热力学涨落的限制。
2019-12-23 cond-mat.supr-con
Superhydrides on the way to ambient pressure: weak localization and persistent X-ray photoconductivity in BaSiH$_{8}$
Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research（高压力科学与技术先进研究中心）；Hochfeld-Magnetlabor Dresden (HLD-EMFL) and Würzburg-Dresden Cluster of Excellence ctd.qmat, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（德累斯顿强磁场实验室 (HLD-EMFL) 和维尔茨堡-德累斯顿卓越集群 ctd.qmat，德累斯顿罗森多夫亥姆霍兹中心）；Japan Synchrotron Radiation Research Institute (JASRI)（日本同步辐射研究所 (JASRI)）；Center for Science and Technology under Extreme Conditions, Graduate School of Engineering Science, Osaka University（大阪大学工程科学研究极端条件科学与技术中心）；V. L. Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials（V. L. 金兹堡高温超导与量子材料中心）；National Research University Higher School of Economics（国立研究型大学高等经济大学）；Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学物理系）；Department of Materials and Environmental Chemistry, Stockholm University（斯德哥尔摩大学材料与环境化学系）；Department of Electrotechnology, Faculty of Electrical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学电气工程学院电工技术系）；Elettra - Sincrotrone Trieste S.C.p.A.（的里雅斯特同步辐射中心 Elettra - Sincrotrone Trieste S.C.p.A.）；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复合体 A.V. 舒布尼科夫晶体学研究所 (KKKiF)）；Shanghai Advanced Research in Physical Sciences (SHARPS)（上海物理科学先进研究 (SHARPS)）；Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research (HPSTAR)（高压力科学与技术先进研究中心 (HPSTAR)）
研究了BaSiH$_{8}$在0-142GPa下的性质，发现其在常压下仍稳定，具有金属和超导特性，且在低压力下表现出半导体或弱金属行为，揭示了超氢化物在常压下的稳定性及潜在应用。
2026-03-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Room-Temperature Superconductivity in Boron-Nitrogen Doped Lanthanum Superhydride
最近对兆巴压力下富氢材料的理论和实验研究（即，>100 GPa）导致在这些材料中发现了非常高温的超导性。镧超氢化物LaH $_{10}$作为第一种表现出接近室温的超导临界温度（T $_c$）的材料受到特别关注。实验表明，用氨硼烷作氢源可使过氢化镧的电导起始温度提高到290 K。在这里，我们研究了B和N原子的掺杂对LaH $_{10}$在其fcc（Fm-3 m）笼形结构在兆巴压力下的超导电性的影响。在H原子位置处的掺杂增强了结构的H $_{32}$笼以给出更高的声子频率，其增强了德拜频率，从而增强了计算的T $_c$。LaH $_{9.985}$ N $_{0.015}$在240 GPa时的平均高对称结构中，预测的T $_c$可以达到288 K。
2020-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Long-Term Stability of Superconducting Metal Superhydrides
针对 LaH10 稳定性的争议，本文通过 X 射线衍射和四探点电阻测量证明金属超氢化物在形成条件下热力学更稳定，其晶格与超导性可维持五年以上。
2025-07-03 cond-mat.supr-con
X-ray Diffraction and Electrical Transport Imaging of Superconducting Superhydride (La,Y)H10
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）；University of Chicago（芝加哥大学）；Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）
通过X射线衍射和电输运成像研究（La,Y）H10超导超氢化物的结构与超导行为关系，发现不同相分布影响超导转变温度。
2025-07-24 cond-mat.supr-con
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
Intrinsic hysteresis in the presumed superconducting transition of hydrides under high pressure
在没有磁场的情况下，超导转变应该是非滞后的。在这里，我们解决的事实，即电阻下降，已被解释为超导性的证据，在高压下（所谓的“超导”）的几个小时显示滞后。我们认为，实验证据表明，所观察到的滞后不能归因于实验文物，但样品是固有的。假设电阻的下降信号的热力学相变，我们认为，存在的固有的热滞后表明，这些是一阶过渡，而对于标准超导体的过渡在没有施加磁场总是二阶。我们的结论是，这是另一个特点，定性区分超导体从标准超导体，除了那些已经指出的较早[1，2]，$assuming$这些材料是超导体。或者，更可能的是，无论电阻的下降是否是热力学相变的信号，我们的分析表明超导体不是超导体。
2021-01-26 cond-mat.supr-con
High-Pressure Synthesis of Barium Superhydrides: Pseudocubic BaH12
在La-H系统中发现高温超导性之后，其中对于最近发现的fcc-LaH 10，达到了创纪录的临界温度Tc = 250 K [Drozdov等人，Nature，569，528（2019）和Somayazulu等人，物理修订版信函122，027001（2019）]，我们研究了在高达173 GPa的压力下钡-氢系统中新化合物的形成。使用原位生成的氢从NH3 BH 3，我们合成了以前未知的超氢化物BaH 12的赝立方（fcc）Ba亚晶格，这是观察到在很宽的压力范围从75到173 GPa在四个独立的实验。DFT计算表明理论状态方程和实验状态方程之间的密切协议。除BaH 12外，我们还鉴定了样品中先前已知的P6/mmm BaH 2以及可能的BaH 10和BaH 6杂质。从头算结果表明，新发现的半金属BaH_（12）分子中含有H_2、H_3分子单元和H_（12）分子链。十二氢化钡是一种独特的具有金属导电性的分子氢化物，其在140 GPa下在20 K附近表现出与计算（19-32 K）一致的超导转变。多相XRD数据的解释是可能的，这要归功于新Python脚本的开发，用于对进化搜索的结果进行后处理。这些脚本有助于在成千上万的候选者中快速识别以最佳方式解释实验数据的理论结构。
2020-04-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Vortex phase dynamics in yttrium superhydride YH$_6$ at megabar pressures
该研究针对高压下的新型高温超导体YH$_6$开展涡旋相动力学研究，推导热激活能与磁场的幂律关系，描绘涡旋相变并首次构建超氢化物涡旋相图，证实其磁通势垒高、热涨落弱，性能优于多数传统高温超导体。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Massive electrons and unconventional room-temperature superconductivity in superhydrides
几十年来，对室温超导材料的研究一直是现代研究的中心。最近在富氢材料中发现的极压高温超导性是这一研究领域的一项重大成就。这一发现为在常压下寻找室温超导性提供了一条途径。这些富氢材料的超导电性通过零电阻、同位素效应、磁场效应和其他标准性质的观察得到了证实。然而，一些实验特征令人困惑，因为它们与已知的超导理论不一致。这些有争议的特征导致了一系列最近的出版物淡化了这些超导体中超导性的存在。在这里，我们提出了在压力下的大质量电子的概念，并成功地解释了所有非标准的实验观察。我们的大质量电子的概念解释了大的有效质量的准粒子，高的临界温度的原因，为适度的电子-声子耦合，和3-5个数量级的电导率较大，导致一个狭窄的电阻率加宽在过渡区的存在下，磁场。我们预计，我们的发现将为目前研究环境压力，室温超导体的研究带来新的方向和调整。
2021-07-26 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
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
Ternary superhydrides under pressure of Anderson's theorem: Near-record superconductivity in (La,Sc)H$_{12}$
本研究在220 GPa压力下合成了三元超氢化物(La,Sc)H$_{12}$，发现其在244-248 K以下具有近记录的超导转变，并在233 K下观察到超导二极管与类SQUID效应，同时探讨了其异常大的晶胞体积与磁阻缺失的关联。
2025-02-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Diffusion Driven Transient Hydrogenation in Metal Superhydrides at Extreme Conditions
本研究通过NMR技术发现室温下镧超氢化物中的氢处于高度扩散状态，导致样品在数周内持续分解且超导临界温度显著降低，揭示了金属超氢化物的长期不稳定性。
2024-08-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Computational Materials Discovery for Lanthanide Hydrides at high pressure: predicting High Temperature superconductivity
富氢超导体被认为是非常有前途的高T $_c$超导体，实验观察到的临界温度接近室温，如最近发现的镧系超导体在非常高的压力下所示，例如LaH $_{10}$在170 GPa和CeH $_9$在150 GPa。为了在尽可能低的压力下发现新的富氢高温$_c$超导体，需要定量的理论预测。在这些有前途的化合物中，超导性是由与氢相关的高能晶格振动及其与电子结构的相互作用介导的，需要对电子性质进行精细描述，这对于相关的$f$系统是众所周知的挑战。在这项工作中，我们提出了一个包含多体修正的第一性原理计算平台，以评估Ce-H系统的详细物理性质，并了解CeH $_9$在高压下的结构，稳定性和超导性。我们报告如何预测的T $_c$是受多体校正的层次，并获得一个令人信服的增加T $_c$在最高水平的理论，这是在实验观察的方向。我们的发现为在可行的压力范围内寻找与原子氢密切相似的超导体提供了重要的线索。为进一步研究和理解富氢超导体中的常规超导性提供了一个实用的平台。
2021-09-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el 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
Probing superconducting gap in CeH$_9$ under pressure
本文在约100 GPa压力下合成了临界温度约100 K的CeH$_9$超氢化物，并通过准粒子散射谱直接观测到超导能隙，其能隙与临界温度之比为4.36，与中等耦合强度的BCS理论预测一致，为研究超氢化物高温超导机制提供了新途径。
2024-01-23 cond-mat.supr-con
Rational Design of Superconducting Metal Hydrides via Chemical Pressure Tuning
具有笼形氢网络的金属氢化物相的高临界超导温度（$T_c$ s）引起了人们极大的兴趣。在这里，我们采用密度泛函理论-化学压（DFT-CP）方法来解释为什么某些正电性元素采用这些结构类型，而其他扭曲类氢晶格，从而减少$T_c$。逐步开放的H $_{24}$多面体在MH $_6$阶段所示的产生由大的金属原子，其中一些可能有利于甚至更高的氢含量，放松的金属原子配位环境施加的内部压力。LaH $_{10}$和LaBH $_8$相的稳定性与用额外的氢或硼原子填充它们共享的氢网络有关。DFT-CP的预测能力，最后应用到Y-X-H系统，以确定可能的三元添加产生超导相稳定到低压。
2022-05-23 cond-mat.supr-con
High-Pressure Synthesis of Magnetic Neodymium Polyhydrides
目前对室温超导性的研究受到金属超导体中电子-声子相互作用的独特性质的启发。受最近发现的最高- $T_C$超导体fcc- $LaH_{10}$的鼓舞，我们在这里发现了另一种镧系元素钕的几种超导体.在85 ~ 135 GPa压力范围内，我们发现了三种新的金属Nd-H相：$I4/mmm$ - $NdH_4$，$C2/c$ - $NdH_7$，$P6_3/mmc$ - $NdH_9$，它们是通过在NH3 BH 3介质中激光加热金属样品原位产生氢而合成的。在2 ~ 52 GPa的压力范围内发现了较低的三氢化物$Fm\bar{3}m$ - $NdH_3$。$I4/mmm$和$C2/c$在135至85 GPa下稳定，而$P6_3/mmc$ - $NdH_9$在110至130 GPa下稳定. NdH_9的电阻测量表明，在~4.5 K时，$P6_3/mmc$ - $NdH_9$可能发生超导转变。我们的理论计算预测，所有的钕离子在压力低于150 GPa时都具有反铁磁序，并且代表了第一个发现的强相关超磁的例子之一，在电子带结构中具有大的交换自旋分裂（> 450 meV）。用平均场近似方法估算了新钕化合物的N-$é$电子发射临界温度约为4 K（$NdH_4$）、251 K（$NdH_7$）和136 K（$NdH_9$）。
2020-02-06 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity above 200 K Observed in Superhydrides of Calcium
寻找室温附近的超导性在基础科学和许多潜在的应用方面都有很大的兴趣。本文报道了钙超导体的超导电性的实验发现，其最大临界温度（Tc）高于210 K，除了硫氢化物和稀土氢化物系统外，新的碱土金属超导体在200 K以上也具有超导电性。采用金刚石对顶砧结合激光原位加热技术，在160~190 GPa和~2000 K的协同条件下合成了材料。通过原位高压电导测量研究了高压下高温淬火样品在外加磁场中的超导电性。上临界场Hc（0）估计为~268 T，而GL相干长度为~11埃。原位同步辐射X射线衍射结果表明，合成的钙钛矿主要由CaH 6组成，但也可能存在不同氢含量的其它钙钛矿。
2022-06-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Iron superhydrides FeH5 and FeH6: stability, electronic properties and superconductivity
近年来，人们致力于寻找新的高温超导材料，并成功合成了具有高温超导潜力的FeH_5超导体。我们提出了一个系统的搜索稳定的化合物在Fe-H系统中使用可变组成版本的进化算法USPEX。所有已知的（FeH，FeH 3，FeH 5）和几个新的Fe 3 H5，Fe 3 H13和FeH 6铁氧化物被发现是稳定的，导致了一个非常复杂的相图，具有丰富的相之间的结构关系。我们计算了两个潜在的高TC FeH 5和FeH 6相的电子性质在压力范围从150到300 GPa。事实上，在Bardeen-Cooper-Schrieffer理论中，发现富氢的FeH 5和FeH 6相是超导的，TC值高达46 K。
2018-02-18 cond-mat.mtrl-sci 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
Quantum and temperature effects on crystal structure of superhydride: A path integral molecular dynamics study
通过经典和路径积分分子动力学模拟，我们研究了LaH $_{10}$的压温（$P$-$T$）相图，阐明了温度和原子零点运动的影响.我们计算了XRD图谱并分析了晶体结构的空间群。对于125 GPa $\leq P\leq$ 150 GPa和$T=300$ K，我们表明，一个高度对称的$Fm\bar{3}m$结构，其中超导性是特别有利的，是稳定的，只有温度效应。另一方面，对于$T=200$ K，温度和量子效应之间的相互作用对于实现$Fm\bar{3}m$结构至关重要。对于$P=$ 100 GPa和$T=$ 300 K，我们发现系统接近于$Fm\bar{3}m$结构和具有较低对称性的结构之间的结构相变的临界点。
2022-05-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Quantum lattice dynamics and their importance in ternary superhydride clathrates
本研究揭示量子离子效应使BaSiH$_8$超氢化物包合物的动态稳定临界压力从5 GPa升至20 GPa，并指出动力学稳定性临界压力30 GPa是更严格的合成约束。
2023-10-16 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Observation of the Josephson effect in superhydrides: DC SQUID based on (La,Ce)H$_{10+x}$ with operating temperature of 179 K
本文报道了在148 GPa压力下基于(La,Ce)H$_{10+x}$超氢化物、工作温度179 K的直流SQUID，观测到约瑟夫森效应并实现低于0.1 G的磁场检测，为氢化物超导电子器件应用奠定基础。
2024-10-27 cond-mat.supr-con
Hydrogen "penta-graphene-like" structure stabilized by hafnium: a high-temperature conventional superconductor
最近发现的H3 S和LaH 10超导体在高压下具有创纪录的高超导转变温度Tc，推动了在压缩超导体中寻找室温超导性的研究。在这里，我们预测存在一个前所未有的六方HfH 10，在250 GPa的非常高的Tc约为213-234 K。在HfH 10中，H原子以簇的形式排列，形成平面的“五石墨烯样”亚晶格，与H3 S中的共价六重立方结构和LaH 10中的笼形结构形成对比。Hf原子充当氢亚晶格的“预压缩器”和电子供体。这种“五石墨烯样”H10结构也在高压下的ZrH 10、ScH 10和LuH 10中发现，每种材料都显示出从134到220开尔文的高Tc。我们对具有“五石墨烯样”层状结构的致密超导体的研究为探索和开发一类新的高Tc超导体打开了大门。
2020-02-26 cond-mat.supr-con
Impact of electronic correlations on the superconductivity of high-pressure CeH$_9$
University of Cambridge（剑桥大学）；Université catholique de Louvain（天主教鲁汶大学）；King’s College London（伦敦国王学院）；TU Wien（维也纳工业大学）；WEL Research Institute（WEL研究所）
本研究通过结合密度泛函理论和动态平均场理论，揭示电子关联对CeH₉超导临界温度的影响，将预测临界温度提升至96 K，接近实验测量值。
2025-11-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Radio-Frequency Method for Detecting Superconductivity Under High Pressure
Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research (HPSTAR)（高压科学和技术先进研究中心）；Max Planck Institute for Chemical Physics of Solids（马克斯·普朗克固体化学物理研究所）；Quantum Science Center of Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心）；Shanghai Key Laboratory of Material Frontiers Research in Extreme Environments (MFree), Shanghai Advanced Research in Physical Sciences (SHARPS)（极端环境材料前沿研究上海重点实验室，上海物理科学研究院）
提出一种接触式射频技术，利用溅射在金刚石砧上的多级Lenz透镜系统，在微米级样品中探测超导和磁有序转变，并成功应用于LaH$_{10-x}$、CeH$_{9-10}$等超氢化物，观察到随时间增加的$T_{\text{c}}$。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Superconductivity in RbH$_{12}$ at low pressures: an \emph{ab initio} study
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）
研究通过从头计算探讨RbH₁₂系统在低压下稳定超导的可能性，识别出五个竞争相，并发现Immm和P6_3/mmc相可能在10GPa以下压力下成为亚稳态，其临界温度在46-111K之间。
2026-05-15 cond-mat.supr-con
Stability and Superconductivity of Ternary Polyhydrides
Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research（高压力科学与技术先进研究中心）；Shanghai Key Laboratory of Material Frontiers Research in Extreme Environments (MFree)（极端环境材料前沿研究上海市重点实验室）；Shanghai Advanced Research in Physical Sciences (SHARPS)（上海物理科学先进研究中心）；Quantum Science Center of Guangdong–Hong Kong–Macao Greater Bay Area (Guangdong)（粤港澳大湾区量子科学中心（广东））；Skolkovo Institute of Science and Technology（斯科尔科沃科学技术研究所）；V. L. Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials（V.L.金兹堡高温超导与量子材料中心）
研究发现合金化主要稳定高对称性多氢化物相，使Tc达到200 K，但无法提高Tc，却能降低稳定高Tc相的压力，提出通过合成完全有序三元氢化物实现目标。
2025-11-06 cond-mat.supr-con
High pressure study of low-Z superconductor Be$_{22}$Re
与$T_c \sim 9.6~\mathrm{K}$一起，Be $_{22}$ Re表现出富Be化合物中最高的临界温度。我们对该化合物进行了一系列高压电阻率测量，压力达30 GPa。数据表明，临界温度$T_c$以$dT_c/dP = -0.05~\mathrm{K/GPa}$的速率逐渐被抑制。使用密度泛函理论（DFT）计算的电子和声子的态密度（DOS）和测量的临界温度，我们估计，在晶格硬化的快速增加在Be $_{22}$ Re的电子-离子相互作用与压力的适度增加，导致在$T_c$的减少。高压X射线衍射测量表明，环境压力下的晶体结构的Be $_{22}$ Re持续到至少154 GPa。讨论了低Z富Be超导体与高$T_c$超导体之间的关系。
2021-04-05 cond-mat.supr-con
Superconductivity at 253 K in lanthanum-yttrium ternary hydrides
多晶硅作为高温超导体提供了有趣的前景。在这里，我们报告了一系列的镧-钇三元镧系元素的高压合成：立方六氢化物$(La,Y)H_{6}$与临界温度$T_{C}$ = 237 +/- 5 K和十氢化物$(La,Y)H_{10}$与最大$T_{C}$ ~ ${253 K}$和外推的上临界磁场$B_{C2(0)}$高达${135 T}$在183 GPa。这是三元高- $T_{C}$超导体的第一个例子之一。我们的实验表明，最近发现的${Im3m}$ - $YH_{6}$和${Fm3m}$ - $LaH_{10}$结构中的一部分原子可以分别被镧（~ 70%）和钇（~ 25%）取代，形成独特的三元超晶格，其包含对${Im3m}$ - $LaH_{6}$和${Fm3m}$ - $YH_{10}$特异性的掺入的$La@H_{24}$和$Y@H_{32}$。在170-196 GPa压力下，通过在2000 K以上的温度下，在氨硼烷介质中激光加热$P6_{3}$ ${/mmc}$镧钇合金，获得了La-Y三元化合物。在合成的立方$(La,Y)H_{6}$中发现了一种新的四元$(La,Y)H_{4}$杂质相。电流-电压测量结果表明，在4.2 K时，$(La,Y)H_{10}$的临界电流密度$J_{C}$可超过$2500 A/mm^{2}$，与商品超导线材${NbTi}$、$Nb_{3}$ ${Sn}$的临界电流…
2020-12-08 cond-mat.supr-con
Yttrium Superhydrides Revisited: Advanced Experimental and Theoretical Studies of YH$_6$, YH$_9$ and YH$_{10}$
Center for High Pressure Science & Technology Advanced Research（高压科学前沿研究中心）；Institute of Theoretical and Computational Physics, Graz University of Technology（格拉茨工业大学理论与计算物理研究所）；University of Vienna, Faculty of Physics（维也纳大学物理学院）；V. L. Ginzburg Center for High-Temperature Superconductivity and Quantum Materials（V.L.金兹堡高温超导与量子材料中心）；Department of Applied Physics and Physico-Informatics, Keio University（庆应义塾大学应用物理与信息物理系）；Shanghai Key Laboratory of Material Frontiers Research in Extreme Environments (MFree), Shanghai Advanced Research in Physical Sciences (SHARPS)（极端环境材料前沿研究上海市重点实验室，上海物理科学研究院）；National Research University Higher School of Economics（国立研究型大学高等经济大学）
本研究通过多类实验与理论计算重新探究YH₆、YH₉、YH₁₀的超导性质，发现二元钇超氢化物无室温超导可能，明确了相关超导参数及非谐效应对YH₁₀超导温度的影响。
2026-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Experimental evidence for orthorhombic Fddd crystal structure in elemental yttrium above 100 GPa
我们目前的电阻测量元素钇的散装和薄膜样品，都表现出超导电性在非常高的压力。我们发现，超导转变温度在100 GPa以上的压力依赖性与Chen等人[Phys.Rev.lett. 109，157004（2012）]。这一结果与Samudrala等人在123 GPa下对X射线数据进行的新Rietveld细化一起[J. Phys. Condens. Matter 24，362201（2012）]提供了强有力的证据，表明钇在100 GPa以上的原子结构是正交Fddd。此外，我们的方法蒸发钇膜直接在金刚石砧有望成为一个宝贵的资产，为未来的合成新的超氢化物超导体。
2020-08-11 cond-mat.supr-con
Superconductivity at ~70 K in Tin Hydride SnHx under High Pressure
理论上预测了不同的锡化合物SnHx（x = 4，8，12，14）在高压下是稳定的，并且在70 ~ 100 K的温度范围内表现出高临界温度的超导性。然而，这些阶段的任何一个的实验验证至今仍然缺乏。在这里，我们报告的原位合成，电阻，和同步辐射X射线衍射测量SnHx在~ 200 GPa。通过与理论结构模式的比较，可以用单斜C2/mSnH_（12）来表征所获得样品的主相。在外加磁场作用下，电阻的突然下降和系统性的下移表明SnHx在Tc = ~ 70 K时具有超导电性，其上临界场u 0 Hc 2（0）= ~ 11.2 T，与其它已报道的高Tc超导体相比相对较低。根据BCS理论，估计了各种特征超导参数。
2021-01-08 cond-mat.supr-con
Meissner effect in nonstandard superconductors
最近指出，所谓的“超导体”，即在高温和高压下似乎变得超导的富氢材料，表现出与传统和非传统标准I型和II型超导体不同的物理性质[1，2]。在这里，我们考虑了2015年发现的第一种此类材料中的磁场驱逐，即氢化硫[3]。核共振散射实验被解释为在这种材料中发生迈斯纳效应的证明[4，5]。这里我们指出，在假设系统处于热力学平衡的情况下，观察到的效应意味着这种材料中的迈斯纳压力[6]比标准超导体的迈斯纳压力大{ \it很多}。这表明氢化物超导体与已知的标准超导体{ \it if}它们是超导体是质的不同。
2021-04-13 cond-mat.supr-con
Metal Borohydrides as high-$T_{c}$ ambient pressure superconductors
稳定最近发现的超光速飞行所需的极端压力是其实际应用的主要障碍。在本文中，我们提出了一种新的路线，以获得高温超导体在常压下，通过掺杂商业金属硼。使用基于密度泛函理论和Migdal-Eliashberg理论的第一性原理计算，我们证明了在Ca（BH $_4$）$_2$中，通过用单价K部分取代Ca获得的每分子式单元0. 03个空穴的适度空穴掺杂足以实现高达110 K的$T_c$。高$T_c$的产生是由于B-H $σ$分子轨道与键伸缩声子之间的强电子-声子耦合。使用随机抽样的大型超级电池，以估计掺杂的局部效应，我们表明，所需的掺杂可以实现没有显着的电子结构的中断，并在适度的能量成本。鉴于金属硼氢化物的广泛商业可用性，这里提出的想法可以找到及时的实验证实。如果成功的话，高- $T_c$掺杂的硼氧化物的合成将代表对常规超导体的技术开发的巨大进步。
2022-07-12 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
Prediction of Room-Temperature Superconductivity in Quasi-atomic H2-Type Hydrides at High Pressure
本研究预测了一类高压下的超氢化物MH12（M = Mg, Sc, Zr, Hf, Lu），其氢亚晶格以准原子H2单元排列，表现出313至398 K的室温超导性，为实现室温超导提供了新方向。
2024-05-08 cond-mat.supr-con
Prediction of High-Tc conventional Superconductivity in the Ternary Lithium Borohydride System
我们研究了超导三元硼氢化锂相图在0和200 $\,$ GPa的压力下使用的方法演化的晶体结构预测和线性响应计算的电子-声子耦合。我们的计算表明，在环境压力下的基态相，LiBH $_4$，留在$Pnma$空间群，并保持在所有的压力调查的宽带隙绝缘体。沿1：1：$x$ Li：B：H线的其它相也是绝缘的。然而，在200 $\,$ GPa下对三元相图的全面搜索揭示了金属Li $_2$ BH $_6$相，其在低至100 $\,$ GPa下是化学稳定的。该{ \em超氢化物}相在$Fm\bar{3}m$空间群中结晶，其特征在于六重氢配位的硼原子占据晶胞的$fcc$位点。由于强的氢-硼键合，该相在100和200 $\,$ GPa之间显示出$\sim$ 100 $\,$ K的临界温度。我们的研究证实，在储氢应用中使用的三元化合物是一个合适的选择，观察高$T_\text{c}$传统的超导性在金刚石压砧实验，并建议一个可行的路线，以优化高压超导的临界温度。
2017-05-19 cond-mat.supr-con
Phase Diagram and Superconductivity of Calcium Borohyrides at Extreme Pressures
受高压超导近室温超导性发现的启发，我们从第一性原理出发，采用从头算晶体结构演化预测和密度泛函微扰理论，研究了Ca-B-H三元体系的高压超导相图。我们发现，低于100 GPa的所有稳定和弱亚稳相绝缘。这种压力标志着几个新的化学禁止相的稳定性外壳上的外观，和金属化的第一次发生在CaBH $_5$。然后在不同的组成下在较高的压力下逐渐实现金属化。在兆巴制度中稳定的金属相，我们预测两个高$T_c$超导相与CaBH $_6$和Ca $_2$ B $_2$ H $_{13}$组合物，临界温度分别为119和89 K，在300 GPa，生存到较低的压力。在未来几年中，三元超导体很可能在超导研究中发挥重要作用;我们的研究表明，为了降低金属性和超导性开始的压力，三元超导体的进一步探索应该集中在电负性低于硼的元素上。
2020-06-01 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
MoB2 under Pressure: Superconducting Mo Enhanced by Boron
第一个高临界温度（Tc）过渡金属二硼化物超导体，MgB 2结构的α-MoB 2在压力下与Tc高达32 K在100 GPa的发现，提供了新的投入到金属间化合物中的电子-声子耦合的一些未解释的方面。我们确定MoB 2是声子介导的超导体，但与MgB 2（零压下Tc=40 K）几乎没有共同之处。MoB 2是一种强金属、三维、多费米表面材料，由于其显示出Mo和B振动的频率分离，反映了金属超导体的频率分离，Tc接近室温，因此引起了额外的兴趣。这种分离，这是不寻常的金属间化合物，允许单独分析钼和B提供，在其他参数中理解声子耦合，矩阵元素散射的个别原子。强耦合（λ（Mo）=1.48）由Mo（总λ =1.67）提供。与每个B原子的15倍较弱的耦合通过该耦合被补偿为平均高频模式约85-90 meV（最大140 meV），而Mo为18-20 meV。其结果是，B提高Tc的43%以上的Mo-唯一的值，到33 K，对应于实验值。这些结果为利用重原子强耦合与轻原子弱耦合的协同作用设计更高Tc的材料提供了指导。这里发现的新的高Tc范例突出了需要研究和工程更大的离子散射矩阵元素。
2021-09-03 cond-mat.supr-con
Ambient-pressure superconductivity above 22 K in hole-doped YB2
本研究通过第一性原理计算和Migdal-Eliashberg理论，发现空穴掺杂可使YB2在常压下的超导转变温度从2.14 K提升至22.83 K，为调控金属硼化物超导电性提供了新策略。
2025-09-25 cond-mat.supr-con
Superconductivity in CeBeH$_{8}$ and CeBH$_{8}$ at moderate pressures
在高达300 GPa的环境压力下，对超导体CeBeH $_8$和CeBH $_8$进行了高压结构研究。我们确定$Fm\overline{3}m$ -CeBeH $_8$的超导转变温度$T_{c}$为56 K在10 GPa。在增加的压力下，研究了具有空间群$R\overline{3}m$和$C2/m$的另外两个相。CeBH $_8$显示出与CeBeH $_8$类似的相变过程，但具有更高的转变压力和更高的$T_c$。预测$Fm\overline{3}m$ -$_8$在120 GPa以上是超导的，在150 GPa下最大$T_{c}$为118 K。$R\overline{3}m$ -$_8$和$C2/m$ -$_8$分别在120 GPa和100 GPa以上是动态稳定的。$R\overline{3}m$ -CeBHPDMATHABMM的最大$T_{c}$在195 GPa时为123 K，而$C2/m$ -$_8$在350 GPa时为115 K。我们的工作丰富了三元超导体族，并可能为进一步研究中低压超导体提供有用的指导。
2022-10-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
