分子氢化物超导材料研究取得新突破

北京12月30日电——近日，中国科学院物理研究所及北京凝聚态物理研究中心的科研人员，在分子型氢化物超导体研究领域取得了新的突破。研究小组依托自主研发的高压原位激光加热平台和高压低温电输运系统，以金属铋和固态氢源氨硼烷为原料，在150至170 GPa的极高压力和约2000 K高温条件下，成功合成出一种全新的铋-氢化合物。

研究人员通过同步辐射X射线衍射技术，结合CALYPSO晶体结构预测方法，确定该化合物为Cmcm空间群的BiH₂。这一结构展现出以Bi原子构成的“开放通道”为骨架，通道内部填充有类H?分子单元，属于新型“主—客”体系的分子型金属氢化物。在原位高压环境下进行的舆情网变温电阻测试显示，BiH₂在大约163 GPa压力下的超导转变温度（Tc）可达62 K。值得一提的是，这是科研界首次在MH₂类金属二氢化物中发现其具备超导特性。理论分析还表明，与传统的共价或笼型氢化物有所不同，BiH₂在费米面附近的电子态主要由Bi-6p轨道控制，其高温超导性主要得益于Bi原子低频振动产生的强电子-声子耦合（λ）以及类H₂分子单元中频振动带来的较高对数平均声子频率（ω_log），两者共同作用促使BiH₂在较低氢含量下实现较高Tc。

相关成果发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。此次研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国科学院战略性先导科技专项等项目的支持。