【摘 要】
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许多氢化物在高压下有很高的超导临界温度。由于高压下的材料合成和观测表征十分困难,基于第一性原理计算的结构搜索方法是研究氢化物高压相的强大工具,许多氢化物高温超导体都是首先由计算预言,然后由实验合成的。关于二元氢化物在高压下的超导性质已有大量的研究,但是氢化钼高压相的超导性质尚未得到任何研究。使用第一性原理的计算和基于粒子群优化的结构搜索方法,本文系统地研究了钼-氢化合物在高压下的结构和物性,获得了
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许多氢化物在高压下有很高的超导临界温度。由于高压下的材料合成和观测表征十分困难,基于第一性原理计算的结构搜索方法是研究氢化物高压相的强大工具,许多氢化物高温超导体都是首先由计算预言,然后由实验合成的。关于二元氢化物在高压下的超导性质已有大量的研究,但是氢化钼高压相的超导性质尚未得到任何研究。使用第一性原理的计算和基于粒子群优化的结构搜索方法,本文系统地研究了钼-氢化合物在高压下的结构和物性,获得了以下结果:1.对钼-氢化合物系统的结构搜索找到了三种新的稳定相:P63/mmc-MoH、Cmcm-MoH5和Pnma-MoH6以及三种新的能量较低的亚稳相:C2-MoH4、I4/m-MoH4和P21/m-MoH6。2.零点能对高压下钼-氢化合物的热力学稳定性有较大的影响。在300 GPa下,如果不考虑零点能,MoH、MoH2、MoH3、MoH4和MoH5是稳定相,但是如果考虑零点能,MoH3和MoH4不再是稳定相。3.MoH在133 GPa会发生同构相变,两个结构的空间群都是P63/mmc,低压相的初基元胞含有4个原子,高压相的初基元胞含有8个原子。4.Cmcm-MoH5和P21/m-MoH6的超导临界温度较高,在300 GPa分别为77 K和67 K,这主要是因为它们的电声耦合常数较高,分别为1.34和1.13。我们的工作能够促进人们对氢化物超导体的理解,并且能够为未来可能的实验合成提供信息。
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