2024年4月15日，Phys. Rev. Lett.在线发表了剑桥大学
Chris J. Pickard
课题组的研究论文，题目为《
Feasible Route to High-Temperature Ambient-Pressure Hydride Superconductivity
》。
材料发现的一个关键挑战是找到高温超导体。
长期以来，氢和氢化物材料一直被认为是
具有常规
声子介导超导
性的有前途
材料。
然而，稳定这些材料所需的高压限制了它们的应用。
电子形成库珀对的趋势，这是BCS超导背后的机制，其必须与电子-电子和电子-声子耦合、磁性、电荷密度波、无序和结构畸变引起的其他不稳定性竞争。
在此研究中，作者
展示了
高通量计算的结果，
考虑了在常压下来自整个周期表中广泛的高对称性三元氢化物
。然后，在直接估计超导临界温度之前，通过考虑热力学、动力学和磁稳定性来减少这种大的组成空间。这种方法揭示了
一种亚稳态常压氢化
物超导体M
g
2
IrH
6
，其预
测临界温度为160 K
，
与超导铜酸盐的最高温度相当
。
这项
研究
提出了一种通过结构相关
绝缘体
M
g
2
IrH
7
的合成
路线
，该绝缘体在15 GPa以上热力学稳定，并讨论了这样做的潜在挑战。
从
M
g
2
IrH
7
中提取间隙氢代表了一种产生超导
M
g
2
IrH
6
的可行途径
，尽管竞争相之间的动力学势垒值得仔细考虑。这项研究通过计算证明了高温氢化物在常压下的可行性，并反映了对氢化物超导性的谨慎但积极的展望。
图1
(a)
相对于立方
M
g
2
IrH
7
相，
Mg-Ir-H相
形成焓的压力依赖性；
(b-d)
M
g
2
IrH
7
和
M
g
2
IrH
6
的晶体结构
图3
M
g
2
IrH
6
费米面各向异性超导能隙Δ
k
的能量依赖分布直方图
图4
在常压下
Fm-3m
M
g
2
IrH
6
的电子能带结构和投影态密度
图5
(a) 布里渊区
中
沿高对称路径的声子色散；(b) 总
声子态
密度和投影态密度；(c)各向同性Eliashberg
谱函数
α
2
F
(ω)和累积频
率依赖的电子-声子耦合强度λ(ω)
Dolui, K., Conway, L.J., Heil, C
. et al.
Feasible Route to High-Temperature Ambient-Pressure Hydride Superconductivity
.
Phys. Rev. Lett.
,
2024
, 132, 166001. https://doi.org/
10.1103/PhysRevLett.132.166001
【其他相关文献】
[1] Ferreira, P.P., Conway, L.J., Cucciari, A. et al. Search for ambient superconductivity in the Lu-N-H system.
Nat. Commun
.,
2023
, 14, 5367. https://doi.org/10.1038/s41467-023-41005-2
[2]
Sanna, A., Cerqueira, T.F.T., Fang, YW. et al. Prediction of ambient pressure conventional superconductivity above 80 K in hydride compounds.
npj Comput. Mater.
,
2024
, 10, 44. https://doi.org/10.1038/s41524-024-01214-9
(纯计算)吉林大学刘寒雨团队Phys. Rev. B: 高压下YSrH22中的潜在高温超导性
(纯计算)北京大学Phys. Rev. B: 常压下Al4H中声子介导的超导性
(纯计算)吉林大学段德芳/崔田团队Phys. Rev. B: 高压下超价氢化物的椭球节点表面半金属的理论设计
(纯计算)墨西哥普埃布拉自治大学Phys. Rev. B: 超导YH6的同位素效应和临界磁场
(纯计算)北京大学Nano Lett.: (Be4)2H纳米超晶格中的少氢高Tc超导性
(纯计算)北京大学史俊杰团队Adv. Funct. Mater.: 少氢金属键合的钙钛矿超导体MgHCu3
(纯计算)东北师范大学J. Mater. Chem. A: 反萤石型电子化合物Ca2H中的超导性
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