具有铋开放通道框架的二氢化铋BiH$_2$的高压超导转变
超导电性
2026-03-02 v1
摘要
由于费米能级处氢衍生的电子态密度低以及氢对电子-声子耦合强度的贡献有限，低氢含量的金属氢化物MHx预计不会表现出高温超导性。在这项工作中，我们报告了在约150 GPa下成功合成了一种新型二氢化铋超导体Cmcm-BiH，并在163 GPa下发现了约62 K的超导转变温度Tc，这是MH型金属二氢化物中首个超导体实例。Cmcm-BiH采用独特的主客体型结构，其中Bi原子通过弱的Bi-Bi共价键形成三维开放通道框架，将类H分子作为客体封装其中，从而拓宽了高压下氢化物的结构多样性。超导性的出现由电阻急剧下降到零以及在外加磁场下Tc的特征性下移所证实。值得注意的是，Cmcm-BiH在减压过程中至少稳定到97 GPa，计算得到的动态稳定性最低压力为10 GPa。深入分析表明，共价铋开放通道结构形成金属导电通道，主导费米能级附近的电子态，并贡献了Cmcm-BiH中总的大约51%，这使其与已知的高压氢化物超导体区分开来。这些发现突显了非氢元素在产生超导性中的关键作用，并为设计和优化高温氢化物超导体开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2510.21338,
title = {High Pressure Superconducting transition in Dihydride BiH$_2$ with Bismuth Open-Channel Framework},
author = {Liang Ma and Xin Yang and Mei Li and Pengfei Shan and Ziyi Liu and Jun Hou and Sheng Jiang and Lili Zhang and Chuanlong Lin and Pengtao Yang and Bosen Wang and Jianping Sun and Yang Ding and Huiyang Gou and Haizhong Guo and Jinguang Cheng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.21338},
year = {2026}
}