Published September 4, 2023
| Version v1
Publication
Open
Search for ambient superconductivity in the Lu-N-H system
Creators
- 1. Universidade de São Paulo
- 2. University of Cambridge
- 3. Sapienza University of Rome
- 4. Graz University of Technology
- 5. Advanced Institute of Materials Science
- 6. Tohoku University
Description
Motivated by the recent report of room-temperature superconductivity at near-ambient pressure in N-doped lutetium hydride, we performed a comprehensive, detailed study of the phase diagram of the Lu-N-H system, looking for superconducting phases. We combined ab initio crystal structure prediction with ephemeral data-derived interatomic potentials to sample over 200,000 different structures. Out of the more than 150 structures predicted to be metastable within ~50 meV from the convex hull we identify 52 viable candidates for conventional superconductivity, for which we computed their superconducting properties from Density Functional Perturbation Theory. Although for some of these structures we do predict a finite superconducting Tc, none is even remotely compatible with room-temperature superconductivity as reported by Dasenbrock et al. Our work joins the broader community effort that has followed the report of near-ambient superconductivity, confirming beyond reasonable doubt that no conventional mechanism can explain the reported Tc in Lu-N-H.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
بدافع من التقرير الأخير عن الموصلية الفائقة لدرجة حرارة الغرفة عند الضغط القريب من المحيط في هيدريد اللوتيتيوم المخدر بـ N، أجرينا دراسة شاملة ومفصلة لمخطط الطور لنظام Lu - N - H، بحثًا عن مراحل التوصيل الفائق. قمنا بدمج التنبؤ بالبنية البلورية منذ البداية مع الإمكانات البينية المستمدة من البيانات الزائلة لأخذ عينات من أكثر من 200000 بنية مختلفة. من بين أكثر من 150 بنية من المتوقع أن تكون مستقرة في حدود ~50 ميجا فولت من الهيكل المحدب، حددنا 52 مرشحًا قابلاً للتطبيق للموصلية الفائقة التقليدية، والتي قمنا بحساب خصائصها فائقة التوصيل من نظرية الاضطراب الوظيفي للكثافة. على الرغم من أنه بالنسبة لبعض هذه الهياكل، فإننا نتنبأ بوجود Tc فائق التوصيل محدود، إلا أنه لا يوجد أي منها متوافق عن بُعد مع الموصلية الفائقة لدرجة حرارة الغرفة كما ذكر Dasenbrock et al. ينضم عملنا إلى الجهد المجتمعي الأوسع الذي أعقب تقرير الموصلية الفائقة القريبة من المحيط، مؤكدًا بما لا يدع مجالًا للشك المعقول أنه لا توجد آلية تقليدية يمكن أن تفسر Tc المبلغ عنه في Lu - N - H.Translated Description (French)
Motivés par le récent rapport sur la supraconductivité à température ambiante à pression quasi ambiante dans l'hydrure de lutétium dopé N, nous avons effectué une étude complète et détaillée du diagramme de phase du système Lu-N-H, à la recherche de phases supraconductrices. Nous avons combiné la prédiction ab initio de la structure cristalline avec des potentiels interatomiques dérivés de données éphémères pour échantillonner plus de 200 000 structures différentes. Sur les plus de 150 structures prédites métastables à ~50 meV de la coque convexe, nous identifions 52 candidats viables pour la supraconductivité conventionnelle, pour lesquels nous avons calculé leurs propriétés supraconductrices à partir de la théorie de la perturbation fonctionnelle de la densité. Bien que pour certaines de ces structures, nous prédisions une Tc supraconductrice finie, aucune n'est même compatible à distance avec la supraconductivité à température ambiante telle que rapportée par Dasenbrock et al. Notre travail rejoint l'effort communautaire plus large qui a suivi le rapport sur la supraconductivité proche de l'ambiant, confirmant au-delà de tout doute raisonnable qu'aucun mécanisme conventionnel ne peut expliquer le Tc rapporté dans Lu-N-H.Translated Description (Spanish)
Motivados por el reciente informe de superconductividad a temperatura ambiente a presión casi ambiente en hidruro de lutecio dopado con N, realizamos un estudio exhaustivo y detallado del diagrama de fases del sistema Lu-N-H, buscando fases superconductoras. Combinamos la predicción de la estructura cristalina ab initio con potenciales interatómicos derivados de datos efímeros para muestrear más de 200.000 estructuras diferentes. De las más de 150 estructuras que se prevé que sean metaestables a ~50 meV del casco convexo, identificamos 52 candidatos viables para la superconductividad convencional, para lo cual calculamos sus propiedades superconductoras a partir de la Teoría de la Perturbación Funcional de la Densidad. Aunque para algunas de estas estructuras predecimos una Tc superconductora finita, ninguna es ni remotamente compatible con la superconductividad a temperatura ambiente según lo informado por Dasenbrock et al. Nuestro trabajo se une al esfuerzo comunitario más amplio que ha seguido al informe de superconductividad casi ambiental, confirmando más allá de toda duda razonable que ningún mecanismo convencional puede explicar la Tc informada en Lu-N-H.Files
s41467-023-41005-2.pdf.pdf
Files
(2.7 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:9e5fcc9e694e3e293bb8d32dd78999b6
|
2.7 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- البحث عن الموصلية الفائقة المحيطة في نظام Lu - N - H
- Translated title (French)
- Recherche de la supraconductivité ambiante dans le système Lu-N-H
- Translated title (Spanish)
- Búsqueda de superconductividad ambiental en el sistema Lu-N-H
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4386408701
- DOI
- 10.1038/s41467-023-41005-2
References
- https://openalex.org/W1550186202
- https://openalex.org/W1610597451
- https://openalex.org/W1617414103
- https://openalex.org/W1668507869
- https://openalex.org/W1695703141
- https://openalex.org/W1699584905
- https://openalex.org/W1963957450
- https://openalex.org/W1965170315
- https://openalex.org/W1966156734
- https://openalex.org/W1970932217
- https://openalex.org/W1972871080
- https://openalex.org/W1981368803
- https://openalex.org/W1983077902
- https://openalex.org/W1985515646
- https://openalex.org/W1988089558
- https://openalex.org/W1992985800
- https://openalex.org/W1996765737
- https://openalex.org/W2014522716
- https://openalex.org/W2020971033
- https://openalex.org/W2023972500
- https://openalex.org/W2030330123
- https://openalex.org/W2031138814
- https://openalex.org/W2036113194
- https://openalex.org/W2055497255
- https://openalex.org/W2058742631
- https://openalex.org/W2059314255
- https://openalex.org/W2064807075
- https://openalex.org/W2070873799
- https://openalex.org/W2071814198
- https://openalex.org/W2072522903
- https://openalex.org/W2083222334
- https://openalex.org/W2124820885
- https://openalex.org/W2139062161
- https://openalex.org/W2159752439
- https://openalex.org/W2197081597
- https://openalex.org/W2412144860
- https://openalex.org/W2627001981
- https://openalex.org/W2888364746
- https://openalex.org/W2951365496
- https://openalex.org/W2971173954
- https://openalex.org/W2988132421
- https://openalex.org/W3015967762
- https://openalex.org/W3029765383
- https://openalex.org/W3035749875
- https://openalex.org/W3098955174
- https://openalex.org/W3099989971
- https://openalex.org/W3101095095
- https://openalex.org/W3104116474
- https://openalex.org/W3114811613
- https://openalex.org/W3155612668
- https://openalex.org/W3176962364
- https://openalex.org/W3180165141
- https://openalex.org/W3184031106
- https://openalex.org/W3194547973
- https://openalex.org/W3194629154
- https://openalex.org/W3199516804
- https://openalex.org/W3201207315
- https://openalex.org/W3204800563
- https://openalex.org/W4210300421
- https://openalex.org/W4214753090
- https://openalex.org/W4221037337
- https://openalex.org/W4221094844
- https://openalex.org/W4229008802
- https://openalex.org/W4229036795
- https://openalex.org/W4281484514
- https://openalex.org/W4284664280
- https://openalex.org/W4288052558
- https://openalex.org/W4307690095
- https://openalex.org/W4315705203
- https://openalex.org/W4318987706
- https://openalex.org/W4321276800
- https://openalex.org/W4323546583
- https://openalex.org/W4324358734
- https://openalex.org/W4361866162
- https://openalex.org/W4362519688
- https://openalex.org/W4362656706
- https://openalex.org/W4363677138
- https://openalex.org/W4366290710
- https://openalex.org/W4367854283
- https://openalex.org/W4372326042
- https://openalex.org/W4376134769
- https://openalex.org/W4376891931
- https://openalex.org/W4378942185
- https://openalex.org/W4380300764
- https://openalex.org/W4380714898
- https://openalex.org/W4381252489
- https://openalex.org/W4381586620
- https://openalex.org/W4382241084
- https://openalex.org/W4383822676
- https://openalex.org/W4384659399
- https://openalex.org/W4385417272
- https://openalex.org/W4386408701
- https://openalex.org/W4388654019