Afdækning af den superledende phosphin:P2H4 og P4H6

High-Tc superledere er blevet et varmt emne i fysik, siden superledende kviksølv først blev rapporteret for mere end et århundrede siden. Tæt hydrogen blev forudsagt at metalisere og blive en superleder ved højt tryk og stuetemperatur. Imidlertid, intet bredt accepteret eksperimentelt arbejde er blevet rapporteret endnu. I 2004, Ashcroft forudsagde, at hydrogen-dominerende hydrider kunne blive en super-Tc-superleder ved højt tryk, på grund af kemisk forkomprimering. Senere, Drozdov et al. observerede den superledende overgang af H2S ved 203 K og 155 GPa, som slog den højeste Tc -rekord. For nylig, LaH6 blev rapporteret at vise superledende adfærd ved ~ 260K. Motiveret af disse bestræbelser, omfattende undersøgelser af hydridsystem er blevet rapporteret.

PH3, en typisk hydrogenrig hydrid, har tiltrukket stor forskningsinteresse på grund af sin superledende overgang ved højt tryk. Imidlertid, strukturelle oplysninger blev ikke givet, og oprindelsen til den superledende overgang forbliver forvirrende. Selvom en række teoretiske værker antyder mulige strukturer, PH3 -fasen under komprimering er forblevet ukendt, og der er ikke rapporteret relevante eksperimentelle undersøgelser.

I en nylig forskningsartikel offentliggjort i National Science Review , et samarbejde af forskere har præsenteret deres resultater om undersøgelser af støkiometriske udviklinger af PH3 under højt tryk. De fandt ud af, at PH3 er stabil under 11,7 GPa og derefter begynder at dehydrogenere gennem to dimeriseringsprocesser ved stuetemperatur og tryk op til 25 GPa. To resulterende fosforhydrider, P2H4 og P4H6, blev verificeret eksperimentelt og kan genoprettes til omgivende tryk. Under yderligere komprimering over 35 GPa, P4H6 nedbrydes direkte til elementært fosfor. Lav temperatur kan i høj grad forhindre polymerisering/nedbrydning under højt tryk, og behold P4H6 op til mindst 205 GPa. "Vores resultater antydede, at P4H6 kan være ansvarlig for superledning ved højt tryk, "sagde Dr. Lin Wang, den tilsvarende forfatter til artiklen.

For at bestemme den mulige struktur af P4H6 ved højt tryk, strukturelle søgninger blev udført. Teoretiske beregninger afslørede to stabile strukturer med rumgruppe Cmcm (over 182 GPa) og C2/m (over 182 GPa). Phonon dispersions beregninger af de to strukturer giver ikke nogen imaginære frekvenser. Derfor, dette verificerer deres dynamiske stabilitet. Den superledende Tc af C2/m -strukturen ved 200 GPa blev estimeret til at være 67 K. "Alle disse fund bekræftede, at P4H6 kan være den tilsvarende superleder, hvilket er nyttigt til at kaste lys over den superledende mekanisme. "tilføjede Dr. Wang.