中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心在ReO3高压超导研究中取得进展。

       近期，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心在ReO3高压超导研究中取得进展。研究团队在ReO3的菱方-I（R-I）高压相中发现覆盖12至39GPa的超导圆顶，最高超导Tc达到约17.8 K，刷新目前已知的5d过渡金属氧化物超导体的最高Tc纪录。

　　研究表明，当ReO3在超过12GPa进入R-I相时，ReO6八面体发生耦合旋转，氧原子晶格转变为扭曲的三角格子，并随加压至30GPa以上时演变为近乎完美的六方密堆积构型。这种氧原子层高度致密化的堆积方式在其他氧化物材料中极其罕见，增强了Re-5d与O-2p的轨道杂化，使30GPa下的N(EF)比常压翻倍，提高了氧的电子轨道对N(EF)的贡献。同时，这种独特的致密氧原子堆积构型相关的声子振动模式增强了电—声耦合。电—声耦合常数从常压下的~0.2提升至34GPa下的0.9，而氧晶格对总电—声耦合的贡献达约50%。正是由于高压增强的共价杂化和氧晶格主导的电—声耦合协同作用，才能实现如此高的Tc。因此，高压R-I相的ReO3可以被视为氧化物版本的轻元素超导体。

　　研究发现轻元素氧晶格在辅助实现高Tc超导电性中的作用，可为后续通过高压合成或调控金属氧化物探索新型超导材料提供新思路。

　　相关研究成果发表在《国家科学评论》（National Science Reviews）上。研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院相关项目等的支持。

　　高压下ReO3的晶体结构演化、超导相图及5d金属氧化物超导Tc对比