高压下面心立方CeH9和CeH10动力学性质的第一性原理研究

高压下的稀土金属超氢化物因具有高温超导电性而受到广泛关注。由于实验只能部分地确定超氢化物中稀土金属原子的晶格结构,因此,第一性原理计算成为全面理解其结构与物性的重要方法。基于第一性原理计算,对氢含量不同但Ce晶格结构相同的面心立方CeH₉和CeH₁₀的弹性、晶格动力学、质子动力学性质进行了对比研究,发现低氢含量有利于面心立方超氢化铈的弹性和声子稳定向低压拓展。在100～140 GPa压强区间,室温下CeH₉和CeH₁₀不具有显著的质子扩散,但1 500 K时全面转变为超离子态,扩散系数分别为1.6×10^-4～1.2×10^-4 cm²/s和1.9×10^-4～1.5×10^-4 cm²/s;扩散系数与温度、氢含量正相关,但与压强负相关。所获得的压强、温度及氢含量对超氢化铈结构与动力学性质的影响规律可为其他超氢化物研究提供参考。