近日，由中国科学院物理研究所北京凝聚态物理国家实验室靳常青研究员课题组与张俊研究员、孔盼盼研究员联合主导，联合燕山大学、河南科学院、北京理工大学、北京高压科学研究中心等单位，在氢化物超导材料研究中取得重要进展。该团队通过两步法首次实验合成了Mg₂RhH₆，并在显著降低的压力（约30 GPa）下观测到超导电性。该材料通过先制备共价键稳定的Mg₂RhH₅前驱体，再在30 GPa以上注入额外氢原子，实现从RhH₅四方锥到RhH₆八面体的结构转变，从而触发超导。实验测得Tc最高约29 K（合成压力53 GPa），且材料在30 GPa以上热力学稳定。

1、研究概要

       氢化物超导体通常需要极高压强（150 GPa以上）才能实现高温超导，这严重限制了其进一步研究和应用。研究团队选择Mg₂RhH₅作为前驱体，其特点在于Rh-H共价键可稳定氢化物结构。通过高压XRD和Raman光谱跟踪，团队发现Mg₂RhH₅在约30 GPa发生从四方相（P4/nmm，RhH₅四方锥）到立方相（Fm-3m，RhH₆八面体）的结构相变，但此时仍为半导体。进一步在30-74 GPa下引入额外氢原子，成功合成了Mg₂RhH₆。

       电输运测量显示，多个独立合成样品的超导转变温度T在18-29 K之间，其中样品7#在53 GPa合成压力下Tc达29 K，呈现零电阻态且正常态为金属性。外加磁场下Tc被抑制，上临界场μ₀Hc2(0)约6.9-9.6 T，GL相干长度约6.4-6.9 Å。卸压实验表明，Mg₂RhH₆在30 GPa以下分解为半导体的Mg₂RhH₅，证实其热力学稳定窗口在30 GPa以上。理论计算表明，费米面附近的态密度主要由Rh的eg*反键态贡献（与H-1s和Mg-3s杂化），而声子线宽主要来自H的振动模（贡献至少2/3的λ），这种“金属d电子与H声子耦合”的新型机制使该材料在相对低压下实现了约30 K的超导。

2、研究亮点

3、图文解析

图1.Mg₂RhH₅与Mg₂RhH₆的结构表征

图2.Mg₂RhH₅与Mg₂RhH₆的晶体结构

图3.Mg₂RhH₆的超导输运证据

图4.合成压力与Tc的依赖关

转载自：超导探索