高压下富氢合金的结构和超导特性的第一性原理研究

氢及其化合物在高压下具有丰富的相图，呈现出有趣的结构和电子特征。对氢化物在高压下的金属化和超导特性的研究，是近年来研究热点。本项目将利用第一性原理方法，对典型的IVA和VA族氢化物在高压下的结构进行搜索，以确定不同压力下的稳定结构，并揭示其结构相变规律，进而研究稳定结构在压力下的电子性质。利用全电子缀加平面波方法计算声子谱和电-声相互作用，并判断金属相的动力学稳定性。通过比较赝势和全电子结果，探讨赝势在高压研究中的适用性。在声子谱的基础上，进一步确定各原子振动特征，揭示Raman 谱和红外光谱随压力的变化规律。研究金属相的电-声相互作用，分析超导可能性，并探讨超导机制和超导转变温度与压力关系。最后，研究氢的同位素替换对超导转变温度的影响。在定出稳定结构的过程中，我们将考虑温度和零点能效应。这些研究结果，将为进一步理解氢化物在高压下的金属化和超导特性提供理论基础。

本项目利用第一性原理方法，研究了甲烷和锗烷加氢、过渡金属氢化物等材料在高压下的结构相变，和电子行为，确定了其在压力下的稳定结构，并揭示了其结构相变规律。研究中，在声子谱的基础上，进一步确定了各原子振动特征，揭示Raman 谱和红外光谱随压力的变化规律。研究了金属相的电-声相互作用，分析超导可能性，并探讨超导机制和超导转变温度与压力关系。利用开发的结构搜索程序还研究了碱土金属碳化物在高压下的结构相变和电子特征，揭示了碳原子在钙环境中的结构演化规律。在定出稳定结构的过程中，我们考虑了温度和零点能效应。这些研究结果，将为进一步理解氢化物在高压下的金属化和超导特性提供理论基础。