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常压下亚稳二氢化物的超导性

超导电性 2023-11-30 v1

摘要

金属中的氢是一个具有重要深远影响的研究领域,涵盖储氢、金属-绝缘体转变以及近期涌现的高压室温(\textit{T_C})超导现象等多样领域。氢原子在实验中具有挑战性,因其近乎不可见,且在理论预测中被视为处于理想晶体结构内,这阻碍了关于亚稳氢化物形成的研究。在此,我们提出压力诱导氢从四面体位(T\textit{T})向八面体位(O\textit{O})迁移,在立方 LaH2LaH^2 中形成 LaHxOH2xTLaH_x^OH_{2-x}^{T}。在减压过程中,它保持 HxOH_x^O 占位,并且在常压下动力学稳定,从而通过压缩-解压缩过程实现亚稳二氢化物的合成路径。我们预测 LaHxOH2xTLaH_x^OH_{2-x}^{T} 的电子-声子耦合强度随 x\textit{x} 增大而增强,且相关 \textit{T_C} 在常压下可达 10.8 K\textit{K}。此外,我们计算了多种镧系二氢化物(R\textit{R}H2H_2,其中 R\textit{R}=Y、Sc、Nd 和 Lu)的化学计量氢迁移阈值压力(\textit{P_C}),并发现 \textit{P_C}R\textit{R} 的离子半径呈反线性关。我们提出,面心立方二氢化物体系中的最高 \textit{T_C} 可通过优化 O\textit{O}/T\textit{T} 位点占位来实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2311.17328,
  title  = {Superconductivity of metastable dihydrides at ambient pressure},
  author = {Heejung Kim and Ina Park and J. H. Shim and D. Y. Kim},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2311.17328},
  year   = {2023}
}