超导硫氢化物中可能的“Magn\'eli”相与自合金化

我们在理论上给出了加压下超导硫氢化物H$_{x}$S的无穷多种亚稳晶体结构。一般认为，理论上预测的H$_{2}$S和H$_{3}$S结构在实验中分别表现出低和高$T_{\rm c}$。新发现的结构是长周期调制晶体，其中板片状H$_{2}$S和H$_{3}$S区域在微观尺度上共生。第一性原理计算表明H$_{2}$S--H$_{3}$S边界的形成焓极小，这意味着这些相可能通过形成局部H$_{3}$S区域而发生合金化。调制结构及其之间逐渐的合金化转变不仅解释了实验观察到的硫氢化物中$T_{\rm c}$的奇特压力依赖性，而且可能在各种压缩方案下的实验样品中普遍存在。