近日，吉林大学黄晓丽教授等人在高压超导氢化物研究方面取得新进展。团队通过氢/氘同位素实验研究，结合高压原位电输运测量与第一性原理计算，在三元La-Y-H体系中获得了支持声子介导超导机制的关键证据。研究成果以“Phonon-Mediated Superconductivity in La-Y-H system: Evidence from the Isotope Effect”为题，发表在Acta Materialia杂志上。
高压富氢化物是探索高温超导的重要研究体系。以LaH10为代表的二元富氢超导体具有优异的超导性能，其超导机制通常与氢原子的高频振动及较强的电子–声子相互作用有关。然而，随着研究拓展至三元及多元体系，合金化对电子结构、晶格动力学及超导配对机制的影响仍缺乏充分的实验验证。氢与氘具有相似的电子结构、不同的原子质量，因此同位素效应实验可为识别晶格振动在超导中的作用提供重要实验证据。
基于此，研究团队通过原位高温高压实验技术成功合成了具有相同面心立方结构（空间群Fm-3m）的La-Y-H和La-Y-D样品。电输运测量结果显示，La-Y-H在178 GPa时超导转变温度为251 K，而La-Y-D在175 GPa的超导转变温度为179 K。由此得到同位素系数α ≈ 0.49，接近BCS理论在简化谐波近似下的典型值0.5。这一结果表明氢主导的晶格振动在该体系的超导配对中发挥重要作用，为三元合金富氢化物的声子介导机制提供了直接而有力的实验支持。理论计算进一步揭示了钇合金化通过调控电子结构、声子谱及电子--声子耦合共同影响超导电性的物理机制，所得同位素系数与实验结果高度吻合。
该研究通过同位素效应实验与理论计算的相互印证，不仅深化了对三元富氢化物超导配对机制的认识，也为通过合金化协同调控电子结构与晶格动力学、设计新型高温超导材料提供了实验依据和理论启示。
图：La-Y-H和La-Y-D高温超导相的合成及其零电阻表征。
该研究成果的第一作者为吉林大学鼎新学者博士后陈诉，通讯作者为吉林大学黄晓丽教授。该工作得到了国家重点研发计划项目、上海同步辐射BL15U1线站及欧洲同步辐射ID27线站的大力支持设施。
论文全文链接：
//doi.org/10.1016/j.actamat.2026.122836
编校|黄晓丽
排版|于跃
审核|姚明光、侯博宇、杨景
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