Strong phonon-mediated high temperature superconductivity in Li$_2$AuH$_6$ under ambient pressure

要約

私たちは開発したAI検索エンジン~(InvDesFlow)を使用して、周囲安定な超電導水素化物に関する広範な調査を実施しました。
Au-H八面体モチーフを持つ立方体構造Li$_2$AuH$_6$が候補であることが特定された。
熱力学的分析を実行した後、既知の LiAu および LiH 化合物を使用して大気圧下でこの材料を実験的に合成するための実行可能なルートを提供します。
さらなる第一原理計算により、Li$_2$AuH$_6$は大気圧下で高い超伝導転移温度($T_c$) $\sim$ 140 Kを示すことが示唆された。
H-1$s$電子は、Li原子の振動だけでなくAu-H八面体の振動のフォノンモードと強く結合するが、後者はこれまで同様のケースではあまり考慮されていなかった。
したがって、金属の共有結合を探索して高$T_c$超伝導体を見つけるというこれまでの主張とは異なり、ここでは強い電子-フォノン結合(EPC)を持つフォノンモードの重要性を強調する。
そして我々は、二元または三元水素化物に原子をインターカレートして、強力なEPCでより潜在的なフォノンモードを導入できることを提案する。これは、多成分化合物内で高$T_c$超伝導体を見つけるための効果的なアプローチである。

要約(オリジナル)

We used our developed AI search engine~(InvDesFlow) to perform extensive investigations regarding ambient stable superconducting hydrides. A cubic structure Li$_2$AuH$_6$ with Au-H octahedral motifs is identified to be a candidate. After performing thermodynamical analysis, we provide a feasible route to experimentally synthesize this material via the known LiAu and LiH compounds under ambient pressure. The further first-principles calculations suggest that Li$_2$AuH$_6$ shows a high superconducting transition temperature ($T_c$) $\sim$ 140 K under ambient pressure. The H-1$s$ electrons strongly couple with phonon modes of vibrations of Au-H octahedrons as well as vibrations of Li atoms, where the latter is not taken seriously in other previously similar cases. Hence, different from previous claims of searching metallic covalent bonds to find high-$T_c$ superconductors, we emphasize here the importance of those phonon modes with strong electron-phonon coupling (EPC). And we suggest that one can intercalate atoms into binary or ternary hydrides to introduce more potential phonon modes with strong EPC, which is an effective approach to find high-$T_c$ superconductors within multicomponent compounds.

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