压力下 S-P-H 三元氢化物的结构多样性与超导性

演化结构搜索揭示了压力下 S-P-H 三元相图中大量稳定及低焓亚稳相。研究发现了多种晶体结构类型，包括一维链、基于 S-H 或 S-P-H 方晶格的二维片层以及 S-H 或 P-H 蜂窝结构，还有笼状结构。部分笼状结构可由高压高温超导相 $Im\bar{3}m$ H$_3$S 掺磷衍生得到。所发现的化合物大多为金属性，但由低磷掺杂的 $Im\bar{3}m$ H$_3$S 晶格衍生的化合物被预测具有最高的超导临界温度($T_c$s)。磷倾向于呈八面体配位，且硫与磷半径相近，是维持 $Im\bar{3}m$ S$_{0.875}$P$_{0.125}$H$_3$ 费米能级处高态密度的关键，其 $T_c$ 估计与 200~GPa 下 H$_3$S 相近。