寻找室温超导体一直是科学界的巨大挑战，其成功能为许多未来应用开辟道路。最近，人们发现了许多在超高压条件下具有高超导转变温度的氢化物，这为实现室温超导提供了可能性。然而，对于实际应用而言，高压条件仍然过于极端。因此，人们提出了一种新思路，即通过利用硼、碳等轻元素掺杂或替代氢元素，以降低所需的高压条件。
最近，Dasenbrock-Gammon等人报告了在近乎室温室压环境条件下，在氮掺杂的镥氢化物中观察到超导现象的实验证据。然而，其超导性仍然是一个争议性话题，而实验所得产物的晶体结构也难以确定，这使得对这类化合物的超导性研究面临挑战。在此背景下，厦大的研究团队研究了氮掺杂和压力对镥氢化物LuH3立方相稳定性的影响。研究人员发现需要超过25 GPa的压力才能完全稳定镥氢化物LuH3，这远超了近乎室温室压的条件。研究团队随后揭示了可以通过将立方相中四面体位点的氢原子替换为氮原子，并引入空位以释放氢原子的局部畸变，从而稳定立方相晶体结构。该研究提出了一种Lu8H21N结构，此结构在常压下展现出稳定的振动谱和合理的热力学稳定性。
研究团队利用独立开发的超导材料快速筛选方法理论计算了镥氢氮晶体结构中的超导性，但未发现这些稳定结构中存在强电子-声子耦合的理论证据。因此Dasenbrock-Gammon报道的超导可能来源于其他因素。
相关研究成果以“Effect of nitrogen doping and pressure on the stability of LuH3”为题在物理权威期刊Physical Review B上以Lettter快报发表，并被编辑推荐(DOI: 10.1103/PhysRevB.108.L020101)。计算凝聚态物理研究组孙阳副教授为该论文的第一作者和通讯作者，吴顺情教授和爱荷华州立大学的Vladimir Antropov教授为共同通讯作者，厦门大学物理学系为第一单位。此外，孙阳吴顺情团队近期发展了多项超导与磁性材料高通量计算方法，并在硼化物等材料中做出了多项材料设计研究。
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https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.108.L020101
https://journals.aps.org/prmaterials/abstract/10.1103/PhysRevMaterials.6.074801
https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.107.014508
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.inorgchem.2c02829
