高压富锂Li-N-H化合物的结构演化、氢的双重角色及超导电性

李秋月 韩帅 杨国春

李秋月, 韩帅, 杨国春. 高压富锂Li-N-H化合物的结构演化、氢的双重角色及超导电性[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261017
引用本文: 李秋月, 韩帅, 杨国春. 高压富锂Li-N-H化合物的结构演化、氢的双重角色及超导电性[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261017
LI Qiuyue, HAN Shuai, YANG Guochun. Structural Evolution, Dual Role of Hydrogen and Superconductivity in Lithium-Rich Li-N-H Compounds under High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261017
Citation: LI Qiuyue, HAN Shuai, YANG Guochun. Structural Evolution, Dual Role of Hydrogen and Superconductivity in Lithium-Rich Li-N-H Compounds under High Pressure[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261017

高压富锂Li-N-H化合物的结构演化、氢的双重角色及超导电性

doi: 10.11858/gywlxb.20261017

Structural Evolution, Dual Role of Hydrogen and Superconductivity in Lithium-Rich Li-N-H Compounds under High Pressure

  • 摘要: 采用 CALYPSO 结构预测方法结合第一性原理计算,系统研究了 Li-N-H 体系在 100-300 GPa 高压条件下的晶体结构稳定性、电子结构和超导性质。提出了6个热力学稳定或亚稳定的富锂氮氢化合物,包括 C2 Li2NH、P212121 Li2NH、I4/mmm Li3NH、Imm2 Li8NH、Cm Li9NH 以及 P2/c Li10NH。结果表明,氢元素在不同锂化程度下呈现出显著差异的化学角色演化:在低锂含量化合物中,H 原子倾向与 N 原子形成共价键,以达到稳定的满壳层电子构型;随着锂含量的增加,H 逐渐从配位成键状态转变为占据晶格间隙位点,并作为电子受体捕获多余的间隙电子,从而有效调控体系中间隙电子的数量、局域性与空间拓扑结构。相应地,C2 Li2NH、P212121 Li2NH 和 I4/mmm Li3NH 为绝缘性的非电子化合物,而 Imm2 Li8NH、Cm Li9NH 及 P2/c Li10NH 则表现出典型的金属性和电子化合物特征。其中,P2/c Li10NH 在 100 GPa 下具有约 4.8 K 的超导转变温度,其超导电性主要来源于 H p 轨道电子与 Li 原子主导的低频晶格振动之间的强电子-声子耦合。该工作揭示了 H 在高压 Li-N-H 体系中由共价配位向间隙电子捕获的双重功能机制,为高压条件下新型电子化合物及超导材料的理性设计提供了理论依据。

     

  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  29
  • HTML全文浏览量:  5
  • PDF下载量:  11
出版历程
  • 网络出版日期:  2026-03-06

目录

    /

    返回文章
    返回