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分享一篇 Adv. Funct. Mater.：揭示中等压力下分子氢化物中高温超导电性的起源的文章。
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主要内容
“目前超导氢化物研究领域的紧迫挑战是降低此类材料的实际应用稳定性压力。分子氢化物通常在中等压力下保持稳定，但潜在的金属化机制仍然难以捉摸。在这里，证明了化学相互作用在控制分子氢化物的结构和性质中的重要作用。提出了一种在分子氢化物中获得高温甚至室温超导性的新机制，并报告了三元氢化物 NaKH12 在 60 GPa 的中等压力下高达 245 K 的 Tc 值。NaKH12 优异的稳定性和超导性都源于这样一个事实，即占据晶体轨道的金属晶格间隙区域中的局部电子与氢晶格很好地匹配并形成化学模板以协助 H2 单元的组装。这些局域电子削弱了 H─H 共价键并改善了 H2 单元之间的电荷连接，从而确保了电子和氢主导的光声子之间的强耦合。该理论为理解具有各种结构基序的分子氢化物的超导性提供了一个关键视角，为在中等压力下从分子氢化物获得高温超导体打开了大门。”——取自文章摘要。===============================
研究背景
“与金属超氢化物中的类原子氢相比，固态分子氢在高温超导体的研究中还没有受到足够的重视，尽管它们可以在比原子氢更低的压力下稳定。这在很大程度上是因为人们相信，在固体氢分子中缺乏类似原子的氢网络会阻碍高Tc超导性。此外，一些研究表明，金属元素对致密氢分子的预压缩可以在更低的压力下形成稳定的氢化物。例如，NaH3 [32]和NaH7 [32]已经在约30 GPa的低压下实验合成，两者都含有多氢单元。尽管如此，它们显示出宽的带隙并表现为绝缘体。此外，具有H2/H3分子单元的LiH8、[33] BaH6、[34] BaH12、[35]和MgH16 [36]可以被金属化，但它们的Tc低于50 K。这些分子状氢化物通常不显示出上级的超导性，主要是由于由多氢单元（例如H2或H3）贡献的态密度（DOS）远低于费米能级，这不利于电子-声子耦合（EPC）的事实。[37]因此，在寻找高温超导氢化物的过程中，分子氢化物常常被忽视。值得注意的是，在高压下含有H2分子单元的几种氢化物被预测具有优异的超导性，例如NaH6、[38，39] Na2H11、[39] KH20、[40] MgH13、[39] SiH 4（H2）2 [41]等。[42[43]这些结果表明，在压力下在含H2/H3分子单元的氢化物中寻找高温超导体是可行的。然而，由于分子结构基元与高Tc之间的化学机制尚未完全阐明，这阻碍了对化学预压缩氢化物分子中高Tc超导性的广泛研究。”——取自文章引言。===============================
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图1.a）Fm-3m-NaKH12的晶体结构和B）键长与压力的函数关系。黄色、紫色和粉红色的球分别代表Na、K和H原子。插图显示了NaKH12的原胞结构。
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图2。60 GPa下ofFm-3m NaKH12的电子和超导性能。a)电子能带结构和投影电子DOS。b)布里渊区的费米面。每个波段的费米面都用费米速度的值来着色。c)沿布里渊区高对称点的嵌套函数𝜉(q)。d)声子色散曲线、声子投影态密度（PHDOS）、Eliashberg谱函数𝛼2F（𝜔）以及电子-声子积分（𝜔）。绿点的大小表示不同声子模式对lambda的贡献。
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图3.a）Γ点H─H键长弛豫的（NaK）0H12亚晶格的HOCO。B）Γ点H─H键长弛豫的（NaK）0H12亚晶格的最低未占据晶体轨道（LUCO）。c）NaKH12中H2亚晶格的晶体轨道及其与H─H键长的关系。紫色点线表示占据H2单元之间的八面体间隙的晶体轨道。d）（NaK）H_0亚晶格在60GPa时的ELF，e）（NaK）H0亚晶格在60GPa时的一个占据晶轨，f）NaKH12亚晶格在60GPa时的一个占据晶轨。
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图4。a) NaKH12的电子密度（电荷）与电子密度Hessian矩阵第二特征值的乘积。符号（𝜆2）𝜌的负值表示吸引相互作用（蓝色），符号（𝜆2）𝜌的正值表示空间冲突（红色），等值面值设置为0.05。右图单独突出红色区域，等值面值设置为0.02。b)氢化物中h2分子的金属化化学机理。
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图5。a) (NaK)H0在100,200,300 GPa时的elf。b) (NaK)H0四面体中心在不同压力下的elf。NaKH12中氢的电子态密度（DOS_H）及其所占比例（PH %）。H2单元与其对应的-ICOHP之间的最近邻距离（rH = H）。c)计算NaKH12在不同压力下的Tc值。采用Eliashberg方程求得Tc，其中，≥0.1。费米能级N的态电子密度（𝜖F） （states/eV/f.u.）。电子-声子矩阵元素在费米表面上的平均< I2 > （eV/ Å）2和平均声子频率<𝜔2 > 1/2 （THz）。d) NaKH12在300 GPa时的声子谱、PHDOS、𝛼2F（𝜔）和<s:2>（𝜔）。绿点的大小表示不同声子模式对lambda的贡献。================================主要结论
“我们的工作展示了一种同步稳定和金属化H2分子网络并增强超导性的新机制。大规模晶体结构搜索发现了一种新的三元超氢化物NaKH12，其结构基序由H2单元主导，在60 GPa下表现出意想不到的超导性，Tc值为245 K。优异的稳定性和超导性可归因于间隙电子局域化与金属和H2亚晶格的晶体轨道之间的良好匹配。金属亚晶格的间隙电子自然占据了H2亚晶格的反键态，降低了它们在费米能级上下的能量。这些状态连接了H2分子，增强了电子-声子耦合，最终导致更高的Tc。我们期望这种机制在其他以H2分子和其他H团簇为特征的金属超氢化物中也能起作用，特别是对于表现出强模板效应的金属。这是寻找超导超氢化物的一个新方向，它具有实现低压室温超导的潜力，但尚未被探索。”——取自文章结论。================================
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文章题目：
Unlocking the Origin of High‐Temperature Superconductivity in Molecular Hydrides at Moderate Pressures
文章链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202415910
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