高压与室温超导电性之路

高压可作为探寻新结构（包括那些具有极高 Tc 的结构）的寻路工具。硫氢化物中创纪录值 (203 K) 的超导性由声子机制引起。然而，该图像在重要方面不同于常规图像。硫氢化物中的声子谱既宽且具有复杂结构。Tc 的高值主要归因于与高频光学模的强耦合，尽管声学声子也作出显著贡献。文中描述了一种新方法；它推广了声子机制的标准处理，并使得能够获得 Tc 的解析表达式。结果表明，与常规情况不同，同位素系数的值随压力变化并反映光学模的影响。相图，即 Tc 的压力依赖，相当特殊。一个关键特征是压力增大会引发一系列结构相变，包括产生创纪录 Tc 超导相的那一次。在 150 GPa 附近的狭窄区域内，临界温度从 120 K 急剧升至 200 K。产生高 Tc 相的急剧结构相变是由序参与量和晶格形变之间的相互作用引起的的一级相变。高 Tc 相中电子谱的显著特征是在费米能级出现小口袋。它们的存在导致两能隙谱，原则上可被观测到，未来可借助隧穿谱学使用。该特征导致 Tc 的非单调且强烈不对称的压力依赖。其他氢化物可望展现更高的 Tc 值，直至室温。根本挑战在于创造能在常压下展现高 Tc 的结构。