近日，我校物理与电气工程学院张建宁博士在高压超导领域取得重要进展。研究成果以“Pressure-induced topological Lifshitz transition driven by band shift leading to enhanced superconductivity in MgSH₅”为题发表在国际材料学顶级期刊《Acta Materialia》。该期刊为中科院材料科学1区Top期刊，影响因子10.7。我校为该研究论文第一单位，论文第一作者和唯一通讯作者为张建宁博士。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2026.122537

图1 论文收录信息

理解电子拓扑结构与超导电性之间的相互作用，对于提高超导材料的临界温度（T_c）至关重要。通过先进晶体结构搜索和第一性原理计算，团队在Mg-S-H体系的三元氢化物中，建立了压力诱导的费米面拓扑Lifshitz转变与费米面嵌套之间的内在联系，并揭示了调控该体系压力依赖超导性能的潜在机制。在200 GPa下，团队发现了两种新的稳定相：Pmmm MgSH₅和P2/m MgSH₇，两者在200 GPa下均具有超导电性，预测T_c值分别为63.12 K和86.68 K，但MgSH₅对压力表现出显著的敏感性。MgSH₅随着压力增加，在晶体对称性保持不变的情况下，能带向费米能级移动，引发了费米面的拓扑Lifshitz转变。这种电子转变显著增强了电子—声子耦合，最终实现了高达103.66 K的T_c值。该工作为费米面演化调控电子-声子耦合及超导性能提供了重要见解。此外，也为理解压力调控的电子—声子耦合提供了新视角，并突显了以压力诱导费米面演化为核心设计高性能超导氢化物的关键设计理念。

图2  不同压力下Pmmm-MgSH₅电子能带结构和费米面演变特征

图3 不同压力下Pmmm-MgSH₅费米面嵌套效应

张建宁博士长期从事凝聚态物理学和材料科学领域的研究，一方面致力于探索新型超导体的电子结构及超导电性微观起源，另一方面聚焦于核用纳米结构铁素体合金界面特性的多尺度模拟。近年来，以第一作者在Acta Materialia，Physical Review B，Materials Science & Engineering A， Surfaces and Interfaces，Journal of Alloys and Compounds及 Journal of Applied Physics 等国际知名期刊上发表学术论文14余篇。