Superconductividad a alta temperatura de los hidritos de tipo fluorito termodinámicamente estables a presión ambiente

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de la materia condensada
• Investigación de la superconductividad

Sus antecedentes:

• Los superconductores de hidrógeno son de gran interés, pero lograr la superconductividad a presión ambiente es un obstáculo significativo.
• La estructura de tipo fluorita AXH ofrece una vía prometedora para el diseño de nuevos superconductores de hidrógeno.

Objetivo del estudio:

• Proponer e identificar superconductores de hidruro estables con una alta T _c .
• Explorar los hidritos que exhiben estabilidad termodinámica y dinámica a bajas presiones atmosféricas.
• Comprender los mecanismos subyacentes responsables de la superconductividad mejorada.

Principales métodos:

• Selección computacional de 150 sistemas ternales para la identificación de hidritos estables.
• Análisis de estabilidad termodinámica y dinámica por debajo de 35 GPa.
• Análisis mecánico del acoplamiento electrón-fonón (EPC) y de la estructura electrónica.

Principales resultados:

• Se identificaron ocho hidritos estables por debajo de 35 GPa, con AcRhH₈ y BaRhH₈ estables a presión ambiente.
• Varios compuestos, incluidos AcRhH₈ (78 K), LaRhH₈ (94 K), LaOsH₈ (83 K) y CeOsH₈ (106 K), exceden el umbral de nitrógeno líquido T_c.
• Una red covalente débil 3D formada por unidades aniónicas [XH₈]^n-, estabilizada por átomos del sitio A, mejora la deslocalización de electrones y la EPC.

Conclusiones:

• Los hidritos AXH₈ propuestos demuestran un potencial significativo para la superconductividad de alto T_c a presiones accesibles.
• El estudio aclara el papel crucial de la deslocalización de carga del marco de hidrógeno y el enlace covalente débil en el aumento de la superconductividad.
• Los hallazgos allanan el camino para el diseño de nuevos superconductores de presión ambiente.