2023年3月8日，Nature发表了Dias研究团队的轰动性成果，发现在Lu-H-N体系中存在室温近常压超导体[Nature,615,244(2023)],在科学圈引发了广泛热议。如经过重复验证，该成果或将改写超导材料的世界纪录，大幅提升已知超导材料转变温度，推进超导材料的广泛应用。然而，该论文中也存在诸多疑点，其真实性需要进一步检验。我国的科学工作者秉承实践出真知的理念，紧锣密鼓开展了一系列后续工作：3月9日，中科院物理所的靳常青团队发布富氢Lu4H23在70K温度和218GPa压力下发生超导相变[SCPMA,66,267411(2023)]；3月12日，中科院物理所的程金光团队发布压力下LuH2中的变色现象[Chinese Phys. Lett. 40, 046101(2023)]；3月15日，南京大学闻海虎团队发布LuH2Ny系统未观测到超导相变实验结果[arXiv:2303.08759(2023)]。由于Dias研究团队未明确指出Lu-H-N超导体的具体晶相，因此系统地探索Lu-H-N体系相空间，搜索出该体系内有可能的稳定化合物是一个重要的科学问题。
此前，在院网信专项的支持下，中国科学院物理研究所表面物理国家重点实验室的孟胜/刘淼团队和中国科学院计算机网络信息中心人工智能部的王宗国团队合作，已开发性能优秀的无机晶体材料的形成能预测模型，可以用于快速评估无机材料的热力学稳定性[Science China Materials 66, 343(2023)]。在此基础上，两个团队进一步合作，基于人工智能模型筛选结果，借助高通量第一性原理计算及已建成的海量无机材料数据库，仅用10天时间，筛选和计算了Lu-H-N系统中的1561个化合物，生成了较全面的Lu-H-N热力学相图。阐明在0-10GPa压力范围内，该系统中未发现热力学稳定的三元化合物。该结果3月21日投稿，3月30日以express letter形式，发表在《Chinese Physics Letters》[Chinese Phys. Lett. 40 057401(2023)]。
这项工作展示了我国已具备通过自研数据平台快速探索广阔化学相空间的能力。该项工作幕后的Atomly.net材料数据库包含30余万种无机晶体材料数据，具有自主知识产权，数据量已跻身世界顶级。本项研究不仅为进一步探索超导材料Lu-H-N体系提供了一些热力学物性依据，还表明了我国在无机材料数据库体系建设上已经完成了从跟随到超越的转变，展示了大数据和人工智能可大幅提升物质科学领域的科研效率。
该研究受到网信专项CAS-WX2023SF-0101项目的支持。
图1 左图：LuH2, Lu10H21, LuN, Lu12N11在0-10 GPa压强下的XRD计算结果，并与实验结果[Nature,615,244(2023)]进行比较。右图：Lu-H-N在0 GPa压强下的热力学相图。
图2 Atomly.net材料数据库包含34万余种无机材料数据，数据规模和质量已经跻身世界顶级水准，为我国物质科学发展提供了优质的基础数据及平台，提升了整个行业的生产力、效率及竞争力。
中国科学院物理研究所 表面物理实验室供稿
