以LaH$_{24}$和YH$_{24}$笼状结构为基本单元形成的高-$T_c$超导氢化物

基于近期关于高温(高-$T_c$)La-Y三元氢化物(如$P{\bar{1}}$-La$_2$YH$_{12}$、$Pm{\bar{3}}m$-LaYH$_{12}$及最大$T_c \sim 253$ K的$Pm{\bar{3}}m$-(La,Y)H$_{10}$)的研究,我们利用遗传算法和$\it ab$ $\it initio$计算考察了(LaH$_6$)(YH$_6$)$_y$系列作为高-$T_c$三元氢化物组成的相与结构稳定性。我们的评估显示先前研究报道的$Pm\bar{3}m$-LaYH$_{12}$在分解为$R\bar{3}c$-LaH$_{6}$ + $Im\bar{3}m$-YH$_{6}$时不稳定。我们还发现了新晶体结构,即$Cmmm$-LaYH$_{12}$ ($y=1$)、$R\bar{3}c$-LaYH$_{12}$ ($y=1$)、$Cmmm$-LaY$_3$H$_{24}$ ($y=3$)和$R\bar{3}$-LaY$_3$H$_{24}$ ($y=3$),其对上述分解表现出稳定性。虽然$R\bar{3}c$ ($y=1$)和$R\bar{3}$ ($y=3$)因费米能级处态密度极低而未展现超导性,但$Cmmm$相由于在约200 GPa下极高的电声耦合常数($\lambda$ = 1.876 for LaYH$_{12}$)而呈现约140 K的$T_{c}$。通过$Cmmm$-LaY$_3$H$_{24}$的二倍长堆叠,Y的化学压使耦合常数增大,导致$T_{c}$略有升高。