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
Assessing the possible superconductivity in doped perovskite hydride KMgH$_3$: Effects of lattice anharmonicity and spin fluctuations
本文基于第一性原理和SCDFT研究了空穴掺杂钙钛矿氢化物KMgH$_3$的超导性,发现晶格非谐性在稳定区增强转变温度,而显著的自旋涨落效应会抑制超导配对并降低$T_{\mathrm{c}}$。
2024-11-15 cond-mat.supr-con
Superconductive Sodalite-like Clathrate Hydrides MXH$_{12}$ with Critical Temperatures of near 300 K under Pressures
本文通过第一性原理计算研究了三元氢化物MXH$_{12}$的超导性,预测CaLuH$_{12}$在180 GPa下临界温度可达294 K,为设计低压或常压高温超导体提供了新思路。
2024-08-01 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
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
Predicting novel superconducting hydrides using machine learning approaches
迄今为止,对超导超导体的研究主要集中在寻找表现出最高可能临界温度($T_c$)的材料。这导致了对在非常高的压力下稳定的材料的偏见,这在实验中引入了许多技术困难。在这里,我们应用机器学习方法来识别可以在更接近环境条件下运行的超导磁体。这些模型的输出通知结构搜索,从中我们确定和筛选稳定的候选人,然后进行电子-声子计算,以获得$T_c$。碱金属和碱土金属的氢化物被认为是特别有前途的;在50 GPa下计算RbH $_{12}$的$T_c$高达115 K,在100 GPa下计算CsH $_7$的$T_c$高达90 K。
2020-04-08 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
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
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
Structural Behavior of Non-Oxide Perovskite Superconductor MgCNi$_{3}$ at Pressures up to 32 GPa
我们报告的非氧化物钙钛矿超导体MgCNi $_{3}$的结构参数的压力依赖性高达32 GPa使用金刚石对顶砧和同步辐射X射线在室温下。该化合物的结构在整个压力范围内保持Pm-3 m立方对称。通过拟合压力-体积数据得到的体积模量$B_{0}=156.9\pm0.2$ GPa与$B_{0}^{\prime}=9.8$符合较好,与先前报道的理论计算。在9 GPa以上观测到的(111)和(200)线的异常位移表明可能存在与早期研究一致的局部短程畸变。
2004-10-18 cond-mat.supr-con
Pressure induced color change and evolution of metallic behavior in nitrogen-doped lutetium hydride
本研究通过高压实验发现氮掺杂氢化镥在12-21 GPa压力下颜色由深蓝变为粉紫,伴随金属性优化和电阻率下降,低温呈费米液体行为,磁电阻可忽略,表明单带导电主导。
2023-03-30 cond-mat.supr-con
LaBH$_{8}$: the first high-T$_{c}$ low-pressure superhydride
在过去的五年里,大量新的高温超导体已经被预测和实验发现,在富氢晶体中,压力太高,无法满足任何实际应用。在这项工作中,我们报告的氢化物超导体,LaBH $_{8}$,与T $_{c}$的126 K的压力为50 GPa的计算预测,在100 GPa以上的热力学稳定,并动态稳定下降到40 GPa,一个前所未有的低压力的高T $_{c}$超导。LaBH $_{8}$可以看作是一种三元类钠长石氢化物,其中金属氢亚晶格通过客体元素施加的化学压力而稳定。LaBH $_{8}$中两种不同原子尺寸的元素的组合实现了比二元方钠石中更有效的原子堆积。可以利用元件的适当选择来进一步将稳定压力降低到环境条件。
2021-02-24 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
The investigation of the hydride superconductor's parabolic-like critical temperature under high pressure
本文在弱耦合框架下结合电子-声子与库仑相互作用,利用 Birch-Murnaghan 状态方程研究 H3S、LaH10、CaH6 和 Tl2Ba2CaCu2O8+δ 的临界温度-压力抛物线关系,并预测了各自的最大临界温度及对应压力。
2023-09-25 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
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
Superconductivity of platinum hydride
本文报道了在金刚石对顶砧装置中对氢化铂(PtHx)的交流磁化率、电阻和X射线衍射的测量,揭示了它的超导转变。当PtHx为P63/mmc结构时,在32 GPa下,PtHx在6.7K下发生超导转变,超导转变温度(Tc)随压力的增加而降低,在36 GPa下为4.8K。所观察到的Tc比粉末状Pt高三个数量级以上。这表明贵金属的氧化物具有比元素更高的Tc。
2018-10-18 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Metal-bonded perovskite lead hydride with phonon-mediated superconductivity up to 46 K under atmospheric pressure
本文提出将氢注入铅形成金属键合钙钛矿Pb₄H,通过求解Migdal-Eliashberg方程预测其在大气压下为声子介导超导体,Tc达46 K,兼具良好结构稳定性与延展性,为常压高温超导探索开辟新路径。
2023-04-18 cond-mat.supr-con
Metastability and high-Tc superconductivity in A15-type ternary hydride YSbH6 at moderate pressure
University of Cambridge(剑桥大学);Tohoku University(东北大学)
研究通过高通量筛选和计算发现YSbH6在中等压力下具有高临界温度的超导性能,同时揭示其亚稳态特性及稳定性分析的重要性。
2025-12-22 cond-mat.mtrl-sci 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
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
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
On mechanism of high-temperature superconductivity in hydrogen sulfide at 200 GPa: transition into superconducting anti-adiabatic state in coupling to H-vibrations
结果表明,在200 GPa下,氢化硫超导相的绝热电子结构对H原子的振动运动是不稳定的。理论研究表明,在与H振动耦合时,系统在203 K温度下经历了从绝热到稳定的反绝热多能隙超导态的转变。
2015-11-10 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
First-principles study on the high-$T_\text{c}$ superconductivity of Mg-Ti-H ternary hydrides up to the liquid-nitrogen temperature range under high pressures
School of Electrical Engineering, Southwest Jiaotong University(西南交通大学电气工程学院);School of Materials Science and Engineering, Southwest Jiaotong University(西南交通大学材料科学与工程学院);School of Physics and Optoelectronic Engineering & Guangdong Provincial Key Laboratory of Sensing Physics and System Integration Applications, Guangdong University of Technology(广东工业大学物理与光电工程学院及广东省传感物理与系统集成应用重点实验室);School of Physics and Electronics, Hunan University(湖南大学物理与电子学院)
本研究通过第一性原理计算和粒子群优化算法,发现Mg-Ti-H三元氢化物在高压下具有高临界温度Tc,其中P4/nmm-MgTiH6在170 GPa时达到81.9 K,通过元素替代进一步提升Tc至86 K。
2026-02-07 cond-mat.mtrl-sci 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
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
Thermodynamically stable room-temperature superconductors in Li-Na hydrides under high pressures
本文通过高通量筛选与结构搜索,在高压Li-Na氢化物中发现两种热力学稳定的室温超导体Li2NaH17和LiNa3H23,其Tc分别达340 K和310 K,为理解室温超导机制和寻找新材料提供理论指导。
2023-03-17 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
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
Ternary superconducting hydrides in the La-Mg-H system
本研究采用演化算法USPEX在150-300 GPa压力下探索La-Mg-H三元氢化物体系,发现多种稳定/亚稳的三元及二元超导氢化物,验证了大化学空间探索方法对晶体结构预测的提升作用。
2023-12-12 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
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
Absence of evidence of superconductivity in sulfur hydride in optical reflectance experiments
Capitani和同事[1]报道,红外光学反射测量提供了在150 GPa压力下氢化硫[2]超导转变的证据,并且该转变是由电子-声子相互作用驱动的。在这里,我们认为,测量的数据没有提供证据表明,该系统经历了一个过渡到超导状态,也没有数据支持的声子在驱动过渡的任何作用。相反,这些数据与系统在正常状态下保持一致,直到温度50 K,这是实验中测量的最低温度。这使人们进一步质疑[3,4]普遍接受的观点[5],即氢化硫在压力下是高温超导体。
2021-09-25 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
Superconductivity in barium hydrides via incorporation of light elements
本研究结合从头算方法与网络值模型T_c快速计算器,预测引入Be等轻元素可拓展钡氢化物结构空间,发现亚稳相BeBaH₈在100 GPa下T_c达49 K,且升压可进一步提升其T_c,为钡氢化物超导相探索提供新方法。
2025-09-05 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
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
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
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
Periodic Trends and a Physics-Based Multistage Search for High-$T_c$ Hydride Superconductors
National Institute of Standards and Technology(美国国家标准与技术研究院)
本研究提出一个多阶段可解释工作流,利用谱矩描述符优先筛选高压二元氢化物超导体,并在50 GPa下发现动态稳定的NaH$_6$,其谐波Allen-Dynes估计$T_c$约230 K。
2026-09-29 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
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
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
Prediction of high-Tc superconductivity in ternary actinium beryllium hydrides at low pressure
通过从头计算预测三元锕铍氢化物在低压下实现高温超导,其中fcc AcBeH8在10 GPa下Tc达181 K,Be-H键是关键。
2025-08-06 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
Thermodynamics of the hydrogen dominant potassium hydride superconductor at high pressure
本文对新型氢主导的氢化钾超导体(KH $_{6}$)的热力学性质进行了全面的分析。我们的计算是在Eliashberg理论中进行的,该理论对超导相最重要的热力学性质进行了定量估计。特别地,我们观察到,随着压力的增加,所有的热力学性质都降低,例如$p \in \left< 166 , 300 \right>$ GPa的$T_{C} \in \left< 72.91 , 55.50 \right>$ K。我们预测,这种降低的行为对应于氢晶格分子化随压力值的增加而降低。进一步,通过计算Bardeen-Cooper-Schrieffer理论(BCS)中常用的无量纲热力学比,证明KH $_{6}$材料是一种强耦合超导体,不能用BCS理论定量描述。
2015-02-10 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
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
High Pressure Superconducting transition in Dihydride BiH$_2$ with Bismuth Open-Channel Framework
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics and Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院物理研究所);School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学物理科学学院);Key Laboratory of Materials Physics, Ministry of Education, School of Physics, Zhengzhou University(郑州大学物理学院材料物理教育部重点实验室);Institute of Quantum Materials and Physics, Henan Academy of Sciences(河南省科学院量子物质与物理研究所);Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research(高压科学与技术先进研究中心);Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Science(中国科学院上海高等研究院上海同步辐射光源)
研究发现高压下BiH₂具有超导性,其独特的开放通道结构主导电子态并贡献51%的总λ,为高临界温度氢化物超导体的设计提供新思路。
2025-10-24 cond-mat.supr-con
(La,Th)H$_{10}$: the potential high-$T_{c}$ superconductors stabilized thermodynamically below 200 GPa
本研究通过演化算法结合第一性原理计算,预测了La-Th-H体系的高压相图,发现(La,Th)H₁₀系列富氢笼型相在200GPa以下热力学稳定,且具有较高超导转变温度,为锕系稀土三元氢化物的高压超导研究提供了理论指导。
2022-10-18 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
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
Origin of the large differences in high-pressure stability and superconductivity between ThH9 and ThH18
最近,实验合成了具有富氢笼形结构的氢化钍ThH 9,在170-175 GPa下表现出146 K的超导转变温度Tc,而理论预测更富氢的笼形氢化钍ThH 18在400 GPa下达到296 K的Tc。利用第一性原理计算,我们发现ThH 9比ThH 18具有更多的Th原子和H笼之间的离子特征,后者比前者具有更多的Th 6p半核和H 1 s态的杂化. ThH 9和ThH 18的这些不同的键合特性与它们在非常不同的压力下的稳定性相关。此外,我们发现(i)在费米能级Ef的H导出态密度在ThH 18中比在ThH 9中大大约两倍。(ii)H原子的平均平方声子频率在ThH 18中比在ThH 9中高约29%,并且(iii)费米表面平均平方电子-声子矩阵元在两个晶体之间是相似的。因此,ThH 18的电子-声子耦合常数变得远大于ThH 9的电子-声子耦合常数,导致两个钍离子之间的显著Tc差异。我们的研究结果不仅提供了一个非常大的差异之间的稳定压力和超导转变温度的ThH 9和ThH 18的解释,但也有重要的意义,富H,高Tc笼形金属陶瓷的设计。
2023-02-14 cond-mat.supr-con