通过引入轻元素实现钡氢化物的超导性

钡氢化物因其在离子导电性和超导性方面的潜力而备受关注。最近报告的含 H$_2$ 和 H${_3}^{-1}$ 分子单元的超导性钡氢化物 BaH$_{12}$ 在 140 GPa 下的临界温度 $T_\text{c}$ 为 20 K [Nat Commun 12, 273 (2021)]。本文结合初步方法与基于网络值模型的 $T_\text{c}$ 快速计算器，预测引入轻元素（如 Be）可有效扩充钡氢化物的结构多样性和结构空间。尽管分子氢单元仍广泛存在于热力学稳定和亚稳态晶体结构中，但我们发现 BeBaH$_8$ 的一个亚稳态相在 100 GPa 下的高 $T_\text{c}$ 为 49 K，仅比热力学稳定能高出 38 meV/atom。该 BeBaH$_8$ 在 15 GPa 下保持动力学稳定。此外，我们的研究表明，提高压力可进一步提升 $T_\text{c}$ 超过 100 K，通过增强电子-声子耦合常数。我们的研究为拓宽钡氢化物超导相的结构景观提供了可行的方法。