【寧夏大學(xué)新聞中心訊 物理與電子電氣工程學(xué)院】12月9日，寧夏大學(xué)物理與電子電氣工程學(xué)院王曉夢(mèng)老師在物理學(xué)國(guó)際頂級(jí)期刊《Physical Review Letters》上以第一作者發(fā)表了題為《Pressure Stabilized Lithium-Aluminum Compounds with Both Superconducting and Superionic Behaviors》的學(xué)術(shù)論文，報(bào)道了超導(dǎo)和超離子這兩種不同質(zhì)量粒子的新奇動(dòng)力學(xué)特性可以出現(xiàn)在高壓穩(wěn)定的鋰-鋁合金這同一個(gè)體系中。王曉夢(mèng)博士為2022年寧夏大學(xué)物理與電子電氣工程學(xué)院引進(jìn)的青年教師。

超導(dǎo)態(tài)和超離子態(tài)分別是電子和離子這兩種不同質(zhì)量粒子的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，關(guān)于它們的研究對(duì)基礎(chǔ)探索和實(shí)際應(yīng)用都有重要的科學(xué)意義，而且人們從未發(fā)現(xiàn)過(guò)同時(shí)具有這兩種性質(zhì)的系統(tǒng)。

基于這樣的背景，研究利用基于機(jī)器學(xué)習(xí)和圖論輔助的晶體結(jié)構(gòu)搜索MAGUS，第一性原理計(jì)算與機(jī)器學(xué)習(xí)分子動(dòng)力學(xué)方法GPUMD等，預(yù)言鋰和鋁在高壓下可形成多種穩(wěn)定的合金，并發(fā)現(xiàn)這些鋰鋁合金具有電子態(tài)的降維和局域、超導(dǎo)和超離子態(tài)等多種新奇的物性。以L(fǎng)i₆Al為研究目標(biāo)，對(duì)其在高壓下不同溫度范圍內(nèi)物態(tài)的研究結(jié)果表明，Li₆Al在150 GPa下的超導(dǎo)溫度約為29K，其相對(duì)較高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度可歸因于鋰-鋁原子間強(qiáng)耦合效應(yīng)，聲子軟化，費(fèi)米能級(jí)處電子態(tài)密度增加這三個(gè)因素的協(xié)同作用。隨著溫度升高，Li₆Al有從固態(tài)到超離子態(tài)再到液態(tài)的相變，其中超離子態(tài)表現(xiàn)為鋁原子在晶格位置附近振動(dòng)，保持固體行為，而鋰原子則可以像液體一樣在整個(gè)晶格中自由擴(kuò)散。

Li₆Al在150 GPa的超導(dǎo)態(tài)和超離子態(tài)

論文鏈接:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.129.246403