锂锗超离子晶体

一种在常温常压下锂离子即可流动而锗骨架保持固态的层状晶体，同时兼具超导与Kagome电子特征，为多物性共存研究提供了单一材料平台。

Xinwei, Wang · Wenting, Tang · 孙小伟 · 刘子江 · Bohan, Cao · Yang, Mengxin · Yibo, Sun · 崔田 · 李丽芳 · 田夫波

ACS Materials Letters 2024

参数信息

超离子态转变条件

400 K

超导性预测压力范围

0-100 GPa

技术优势

室温附近即具超离子传导

第一性原理和机器学习模拟显示，在 0 GPa、400 K 时 Li 原子已经熔化，呈现超离子态，提供高离子电导。

高压下仍可能超导

电子结构计算预测 Li5Ge-P6/mmm 在 0–100 GPa 范围内具有超导性，拓宽了超导材料的研究窗口。

Kagome 电子结构共存

在该化合物中，由间隙准原子、Li 和 Ge 原子形成的 Kagome 晶格产生了 Dirac 锥、平带和范霍夫奇点，可用于研究拓扑和平带物理。

应用场景

• 固态电解质：可用作固态电解质，利用其室温附近超离子电导替代传统液态电解质。
• 固态电池：可用于全固态电池，提高安全性和能量密度。
• 超导材料：提供宽压力范围内超导的新型材料平台。
• 拓扑电子材料：其 Kagome 电子结构可用于研究拓扑平带和关联效应。