磁性钕多氢化物的高压合成

Di Zhou; Dmitrii V. Semenok; Hui Xie; Xiaoli Huang; Defang Duan; Alex Aperis; Peter M. Oppeneer; Michele Galasso; Alexey I. Kartsev; Alexander G. Kvashnin; Artem R. Oganov; Tian Cui

doi:10.1021/jacs.9b10439

磁性钕多氢化物的高压合成

超导电性 2020-02-07 v3 材料科学

作者: Di Zhou , Dmitrii V. Semenok , Hui Xie , Xiaoli Huang , Defang Duan , Alex Aperis , Peter M. Oppeneer , Michele Galasso , Alexey I. Kartsev , Alexander G. Kvashnin , Artem R. Oganov , Tian Cui

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摘要

当前对室温超导性的探索受到金属超氢化物中电子-声子相互作用独特性质的启发。受最近发现的最高 $T_C$ 超导体fcc- $LaH_{10}$ 的鼓舞，我们在此发现了另一种镧系元素——钕的几种超氢化物。我们在85至135 GPa的压力范围内识别出三种新型金属Nd-H相： $I4/mmm$ - $NdH_4$ 、 $C2/c$ - $NdH_7$ 、 $P6_3/mmc$ - $NdH_9$ ，它们是通过在NH3BH3介质中激光加热金属样品以原位产生氢而合成的。在2至52 GPa的压力下发现了一种较低的三氢化物 $Fm\bar{3}m$ - $NdH_3$ 。 $I4/mmm$ - $NdH_4$ 和 $C2/c$ - $NdH_7$ 在135至85 GPa范围内稳定， $P6_3/mmc$ - $NdH_9$ 在110至130 GPa范围内稳定。对NdH9电阻的测量表明， $P6_3/mmc$ - $NdH_9$ 在约4.5 K处可能存在超导转变。我们的理论计算预测，所有钕氢化物在低于150 GPa的压力下都具有反铁磁序，并且它们是首批发现的具有大交换自旋劈裂（> 450 meV）电子能带结构的强关联超氢化物例子之一。使用平均场近似估计的新型钕氢化物的临界Néel温度约为4 K（ $NdH_4$ ）、251 K（ $NdH_7$ ）和136 K（ $NdH_9$ ）。

关键词

钕多氢化物高压合成超导性反铁磁序超氢化物电子-声子相互作用交换自旋劈裂

引用

@article{arxiv.1908.08304,
  title  = {High-Pressure Synthesis of Magnetic Neodymium Polyhydrides},
  author = {Di Zhou and Dmitrii V. Semenok and Hui Xie and Xiaoli Huang and Defang Duan and Alex Aperis and Peter M. Oppeneer and Michele Galasso and Alexey I. Kartsev and Alexander G. Kvashnin and Artem R. Oganov and Tian Cui},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1908.08304},
  year   = {2020}
}

备注

21 pages, 6 figures, Supporting Information

磁性钕多氢化物的高压合成

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