基于第一性原理计算的高压 Mg-Sc-H 相图及其超导性

本工作中，利用进化算法和第一性原理计算，对高压（100 ≤ P ≤ 200 GPa）下三元 Mg-Sc-H 氢化物（Mg$_x$Sc$_y$H$_z$）的晶体结构进行了全局搜索。基于此，我们计算了 z/(x+y) < 4 时 Mg$_x$Sc$_y$H$_z$ 的热力学凸包和压强依赖相图。我们确定了四种氢含量较高的热力学稳定化合物的稳定晶体结构，即 $R\bar{3}m$-MgScH$_{6}$、$C2/m$-Mg$_{2}$ScH$_{10}$、$Immm$-MgSc$_{2}$H$_{9}$ 和 $Pm\bar{3}m$-Mg(ScH$_{4}$)$_{3}$。通过 McMillan-Allen-Dynes 公式结合第一性原理声子计算，对它们的超导转变温度进行了计算预测。发现它们表现出超导性；其中，$R\bar{3}m$-MgScH$_{6}$ 在 200 GPa 下被预测具有最高的 $T_{c}$（即 23.34 K）。