《高壓下新型富含“H2”超導材料的理論設計》是依託江蘇師範大學，由李印威擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高壓下新型富含“H2”超導材料的理論設計
- 依託單位：江蘇師範大學
- 項目負責人：李印威
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
探索新型高溫超導體是超導研究領域的重點課題。本項目以高壓富含H2體系MH3-H2 (M = Al,Ga,Y)為研究對象，採用基於粒子群最佳化算法的晶體結構預測技術並結合基於密度泛函理論的第一性原理計算方法對MH3-H2體系的高壓晶體結構、電子性質、晶格動力學性質及超導電性進行系統的理論研究，致力於設計新型的高溫超導材料，並預測其最佳實驗合成條件，以期為實驗合成提供指導；此外，本研究將深入分析MH3與H2分子間相互作用在壓力下的變化行為，並揭示其對體系金屬化及超導轉變溫度的影響；最後，總結體系的晶體結構、電子性質、晶格動力學性質及分子間相互作用與超導轉變溫度之間定性或定量的關係，為新型超導材料的設計及提高超導轉變溫度提供新的思路。
結題摘要
尋找超導轉變溫度超過40K的常規超導體是材料研究領域的關鍵課題之一。本項目通過對富氫材料的第一性原理計算，在設計高溫超導體領域做出了創新性研究成果，主要包括：i.首次提出H2S在高壓下可以轉變為高溫超導體，這一研究成果直接推動實驗發現203K的常規超導態—高壓下的硫化氫，創下超導轉變溫度的新紀錄；ii.通過理論和實驗相結合的方法首次獲得了H2S在高壓下的分解行為，有助於解釋實驗探測的H2S在高壓下的複雜超導狀態；iii.利用第一性原理計算發現H3S在高壓下屬於強的非諧聲子媒介的超導體，考慮非諧效應之後，H3S的超導轉變溫度與高溫下實驗測量值吻合；iv.利用結構預測和第一性原理計算在Y-H體系中提出兩種高溫超導體：YH4和YH6，其中YH6的超導轉變溫度在120GPa時可達到251-264K。
