近日，物理科学与信息工程学院/山东省光通信科学与技术重点实验室刘才龙教授团队在碱土金属氢化物SrH₂高压下的载流子输运行为研究方面取得重要进展，研究成果以“Pressure-induced transition from pure electronic to mixed ionic-electronic conduction in strontium hydride”为题发表在物理类权威期刊《 Applied Physics Letters 》（中科院二区Top期刊，Nature Index收录）上。王庆林副教授为论文第一作者，张国召博士、刘才龙教授为论文通讯作者，聊城大学为第一通讯单位。

　　碱土金属氢化物(AeH₂, Ae="Ca," Sr, Ba)因其优良的离子导电性和热稳定性而被认为是很有前途的固体储氢材料。然而，AeH₂的高分解温度、缓慢的吸附动力学行为和结构的不灵活性阻碍了这些氢化物在储能领域的应用，因为很难通过控制晶格结构来为H^-离子创造良好的输运路径。压力可以有效的调控AeH₂材料中H^-离子的输运性能，从而更好地理解其构效关系。本工作中，刘才龙教授团队与内蒙古民族大学、吉林大学、江苏师范大学合作，通过基于DAC的高压原位交流阻抗谱测量技术，结合第一性原理计算，系统的研究了SrH₂在高压下的电输运行为。研究发现，压力诱导的SrH₂从Pnma相到P6₃/mmc相的结构相变伴随着导电行为从纯电子传导到混合离子/电子传导转变的新奇现象。通过等效电路模拟，分别获得了P6₃/mmc相离子和电子在晶粒和晶界处的传导电阻。相变后，SrH₂的总电阻降低了4个数量级，并且出现了低频巨介电行为。团队通过对SrH₂中H^-离子在传输通道不同位置的势垒能量的计算，阐明了载流子传输类型发生转变的机制。这一研究结果有助于更好地理解碱土金属氢化物高压下的导电机理，并为此类化合物及其他固态储氢材料载流子输运研究及介电性能的优化设计提供了新思路。

　　该工作得到了国家自然科学基金、山东省泰山学者计划、山东省自然科学基金、山东省高等学校青创人才引育计划、山东省高等学校青创科技计划等项目的资助。

文章链接：https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0077567