近日,我院张建宁博士的论文《Superconductivity in the kagomelike electride MgP2H3 under high pressure》在国际知名期刊《Physical Review B》上发表。该期刊为中科院SCI物理与天体物理2区期刊,影响因子3.7。我校为第一完成单位,张建宁博士为论文第一作者和唯一通讯作者。原文链接:https://doi.org/10.1103/5y21-clkz。
图1 论文收录信息及摘要部分
自超导现象发现以来,探寻具有更高超导转变温度的材料一直是凝聚态物理领域的研究热点。张建宁研究团队通过晶体结构预测和第一性原理计算,系统探索了200 GPa下的Mg-P-H三元体系,成功预测出两种稳定的化合物:类笼目结构的MgP2H3和氢笼结构的MgPH6。电子局域函数分析表明,具有类笼目结构的MgP2H3具有共价键与离子键共存的混合键合特征。进一步的电声耦合计算表明,MgP2H3的超导临界温度高达82.93 K,这一数值已突破液氮温度(77 K)。其高温超导性源于费米面附近P-3p、Mg-3p和H-1s轨道电子与光学及声学声子模式之间的强烈耦合。这项研究不仅揭示了Mg-P-H体系是一个具有潜力的高温超导家族,更重要的是,它为在氢化物中设计基于类笼目晶格特征的新型超导材料建立了理论基础,为未来探索更高性能的超导体开辟了新的方向。

图2 类笼目结构MgP2H3的晶体结构,能带结构,声子谱,
电声耦合强度及超导临界温度随压力的变化
张建宁老师的研究方向主要集中在核用纳米结构铁素体合金界面特性、超导材料与碱金属离子阳极材料等方面。近年来,以第一作者在Physical Review B,Materials Science & Engineering A, Surfaces and Interfaces,Journal of Alloys and Compounds及 Journal of Applied Physics 等国际知名期刊上发表学术论文11余篇。