近日，我校物理与光电技术学院陈磊副教授团队完成的研究论文“Ambient-pressure superconductivity in a hard ternary nitride VMgN2achieved via element substitution”在国际著名期刊Materials Today Physics上发表。该期刊属于中国科学院SCI一区TOP期刊（影响因子IF=9.7）。论文第一作者为陈磊副教授，我校为第一完成单位。
探索环境压力下兼具高超导转变温度和高力学强度的超导体是基础物理与应用物理领域的重要前沿课题。我校物理与光电技术学院计算凝聚态物理团队通过第一性原理计算、全局结构搜索与元素替代策略成功预测了一种三元六方相氮化物——VMgN2。研究表明，VMgN2的超导转变温度突破了麦克米兰极限，达到了41开尔文，远超同类二元体系VN（7.5开尔文），同时还具有约18 GPa的高维氏硬度和超过31.6 GPa的理想抗拉强度，实现了超导电性和优异力学性能的共存。团队人员发现，VMgN2的能带结构相对WMgN2整体发生了约1.8电子伏特的刚性上移，使得费米能级附近出现了“范霍夫奇点（VHS）”，并形成主要来自V-d轨道的平带，从而大幅提升了费米面附近的态密度，显著增强了低频声子与电子的耦合，促进了“库珀对”的形成。通过求解各向异性Migdal–Eliashberg方程发现，VMgN2中存在约6.5毫电子伏特的超导能隙，并且该超导能隙在约41开尔文时闭合。电子局域函数（ELF）计算显示，WMgN2中的原子间隙过剩电子（IAEs）在VMgN2中消失，电子离域化增强，这些电子结构的显著变化是VMgN2呈现出金属性和高超导转变温度的关键驱动。第一性原理分子动力学（AIMD）与有限温度下的声子谱计算验证了VMgN2的热力学和动力学稳定性，其结构可在高达2000开尔文的温度下仍能保持稳定。这一发现不仅为探索“高硬度兼具超导属性”的环境压力超导体提供了新的思路，也为理解此类超导体中超导机制及其与优异力学性能的共存机制提供了重要理论依据。（科研管理处、物理与光电技术学院 文、图/妮萨 审核/胡登卫、周建宏）
原文链接：https://doi.org/10.1016/j.mtphys.2026.102090
