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高压Li7Ag实现40K超导:spz杂化揭示新型多中心键机制

时间:2025-08-12 17:23:37 点击:

富锂化合物因其潜在的高温超导特性,近年来成为凝聚态物理领域的研究热点。传统理论常借助非核赝原子non-nuclear quasi atoms)模型解释此类材料的物理机制。本研究利用娱乐城 CALYPSO晶体结构预测方法与软件,在高压条件下发现热力学稳定的新型化合物Li7Ag。计算表明,其超导临界温度Tc)高40 K,突破了非氢体系超导体MgB239 K)的纪录。

该晶体呈现独特的Li8六面体框架结构。研究发现,Li8单元内部存在椭球状局域电荷分布。通过深入的第一性原理计算,揭示了这些间隙电荷的起源:它们并非源于传统电子化合物模型中的非核赝原子,而是由一种新型的成键模式形成,即锂原子的s轨道与pz轨道发生spz杂化,杂化后的轨道互相重叠,在结构间隙处局域化形成电子进而驱动了多中心化学键的建立。

这项研究在富锂体系中首次提出轨道杂化驱动的多中心成键机制该机制不仅为理解Li7Ag中间隙电荷的成因提供了全新理论视角,更为设计新型电子化合物材料开辟了新思路。此类成键机制可能普遍存在于高压富锂体系,对于未来设计新型高温超导体具有重要参考意义

 

1 a Cmcm Li7Ag结构示意图。(bWannier函数投影揭示的Li8六面体单元内电子局域特征。(cs轨道与pz轨道的杂化轨道示意图。(d)通过Li spz杂化轨道指向中心区域形成的多中心键示意图。

作者与期刊信息:

娱乐城 物质模拟方法与软件重点实验室孙尧为本文第一作者,东北师范大学张守涛,娱乐城 物质模拟方法与软件重点实验室钟鑫、刘寒雨为通讯作者,娱乐城 物质模拟方法与软件重点实验室吴际润,吉林师范大学杨丽华为本文的合作者。

该成果发表于爱思唯尔(Elsevier)旗下新旗舰期刊Computational Materials Today》。该期刊由马琰铭院士担任主编,致力于应对材料科学与工程在常规和极端条件下的前沿挑战,专注于报道最新颖的计算方法、理论模拟与创新设计,是连接数学、物理、化学、材料科学、信息技术及生命科学等多学科交叉创新的高影响力平台。

本文链接:

//www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2950463525000110?via%3Dihub