超导氢化物中的铁电量临界点：H$_3$S 的案例

H$_3$S 硫化氢因在约 $p_c = 155$ GPa 下具有 203 K 的高超导临界温度 $T_c$ 而受到广泛关注。尽管作为超导氢化物的前体，仍缺乏其在更广阔温度和压力范围内的相图的详尽描述。为确定其相图并纳入热效应和量子效应，本文采用路径积分分子动力学结合 MACE 神经网络势训练于 BLYP 密度泛函理论配置。得到的 H$_3$S 相图以 $p_\mathrm{QCP} \approx 134$ GPa 处的量子临界点(QCP)为特征，表现为 Im$\bar{3}$m 与 R3m 相之间的铁电相变。我们表明实验测得的 $T_c$ 峰值位于大量核量子涨落的准铁电区域之内，如由在虚时间中分辨的局部声子格林函数所测，此处伴随着振荡的偶极矩。我们通过有限大小缩放分析研究了该系统在 QCP 附近的临界行为，发现其属于 4D 铁氏普适类。最后我们讨论了其对超导态的影响。