超导氢化镧中的四极相变

氢化镧（LaH$_{10}$）因在约 170 GPa 压力下具有 250 K 的高超导临界温度而被广泛研究。尽管该材料中与超导相涌现相关的压力诱导结构 ${R\bar{3}m}$ 到 ${Fm\bar{3}m}$ 相变已得到广泛理解，但对其性质及其序参量的详细表征仍然缺失。通过对氢亚晶格应用团簇多极矩分析，我们揭示了该相变由四极 $T_{2g}$ 序参量触发，并提供了其弱一阶性质的证据。通过执行路径积分分子动力学，并结合基于 Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE) 密度泛函理论构型训练的消息传递原子团簇展开（MACE）神经网络势，我们证明了相变时序参量的坍塌同时伴随着光学 $T_{2g}$ 声子的不连续软化。这些声子的对称性使其在 LaH$_{10}$ 中能够携带不可忽略的电声子耦合，而相变的弱一阶性质使其发生软化。具有低频四极畸变的结构不稳定性可能是增强超氢化物超导性的关键因素，并为在富氢化合物中发现新的高 $T_c$ 超导体提供指导。