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High-pressure synthesis of seven lanthanum hydrides with a significant variability of hydrogen content

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Laniel, Dominique ; Trybel, Florian ; Winkler, Björn ; Knoop, Florian ; Fedotenko, Timofey ; Khandarkhaeva, Saiana ; Aslandukova, Alena ; Meier, Thomas ; Chariton, Stella ; Glazyrin, Konstantin ; Milman, Victor ; Prakapenka, Vitali ; Abrikosov, Igor A. ; Dubrovinsky, Leonid ; Dubrovinskaia, Natalia:
High-pressure synthesis of seven lanthanum hydrides with a significant variability of hydrogen content.
In: Nature Communications. Bd. 13 (2022) Heft 1 . - 6987.
ISSN 2041-1723
DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-022-34755-y

Abstract

The lanthanum-hydrogen system has attracted significant attention following the report of superconductivity in LaH10 at near-ambient temperatures and high pressures. Phases other than LaH10 are suspected to be synthesized based on both powder X-ray diffraction and resistivity data, although they have not yet been identified. Here, we present the results of our single-crystal X-ray diffraction studies on this system, supported by density functional theory calculations, which reveal an unexpected chemical and structural diversity of lanthanum hydrides synthesized in the range of 50 to 180 GPa. Seven lanthanum hydrides were produced, LaH3, LaH~4, LaH4+δ, La4H23, LaH6+δ, LaH9+δ, and LaH10+δ, and the atomic coordinates of lanthanum in their structures determined. The regularities in rare-earth element hydrides unveiled here provide clues to guide the search for other synthesizable hydrides and candidate high-temperature superconductors. The hydrogen content variability in lanthanum hydrides and the samples’ phase heterogeneity underline the challenges related to assessing potentially superconducting phases and the nature of electronic transitions in high-pressure hydrides.

Weitere Angaben

Publikationsform: Artikel in einer Zeitschrift
Begutachteter Beitrag: Ja
Institutionen der Universität: Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Lehrstuhl Kristallographie
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen > Professur Materialphysik und Technologie bei extremen Bedingungen - Univ.-Prof. Dr. Natalia Doubrovinckaia
Fakultäten
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik
Fakultäten > Fakultät für Mathematik, Physik und Informatik > Fachgruppe Materialwissenschaften
Titel an der UBT entstanden: Ja
Themengebiete aus DDC: 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik
Eingestellt am: 22 Nov 2022 08:13
Letzte Änderung: 02 Aug 2023 09:53
URI: https://eref.uni-bayreuth.de/id/eprint/72853