高压下 Ti–H 体系中的高温超导性

在 Ti–H 体系中寻找稳定的高压化合物，发现了具有新化学计量比的钛氢化物，包括 Ibam-Ti$_2$H$_5$、I4/m-Ti$_5$H$_{13}$、I$\bar{4}$-Ti$_5$H$_{14}$、Fddd-TiH$_4$、Immm-Ti$_2$H$_{13}$、P$\bar{1}$-TiH$_{12}$ 和 C2/m-TiH$_{22}$。我们的计算预测了 TiH 中 I4/mmm $\rightarrow$ R$\bar{3}$m 以及 TiH$_2$ 中 I4/mmm $\rightarrow$ Cmma 的相变。在高压下分析了所有已搜索钛氢化物的声子与电子–声子耦合。研究发现，具有最高氢含量的 C2/m-TiH$_{22}$ 并非超导临界温度 T$_{c}$ 最高者，Immm-Ti$_2$H$_{13}$ 的 T$_{c}$ 最高。通过数值求解 Eliashberg 方程，估计 Immm-Ti$_2$H$_{13}$ 在 350 GPa 下的 T$_{c}$ 分别为 127.4–149.4 K（$\mu^{*}$=0.1–0.15），C2/m-TiH$_{22}$ 在 250 GPa 下的 T$_{c}$ 为 91.3–110.2 K。压力对 T$_{c}$ 的影响之一可归因于声子随压力增加的软化和硬化。