氨基压超导性：来自硼基八面体超原子

我们发现了一种新型富硼化合物族，由相互交织的 B$_{12}$ 八面体构成，以及嵌入孔隙中的电正性客体原子（$X$）。这些结构通过第一性原理晶体结构预测在 50 GPa 下找到，能够在此条件下形成，并且在降至环境压力后仍保持动力学稳定，因此可以在压力下形成后携带回来。当 $X$ 为一价或三价元素时，这些结构呈金属性并具有超导性。预测的临界温度可达到 42 K 的 CsB$_{12}$，与 MgB$_2$ 相当，后者是环境压力下最高的常规超导体。我们将 XB$_{12}$ 相解释为一种超原子晶体：B$_{12}$ 单元保留其在孤立状态下也呈现的八面体形状，并且形成扩展的晶体网络。当 X 为一价或三价原子时，体系呈金属性，B-B 共价键促进了强电子-声子耦合。与 MgB$_2$ 不同，后者由狭窄的声子模式子集驱动超导性，而 XB$_{12}$ 化合物表现出广泛、且分布在模式和动量上的耦合，通过内-超原子和超原子间振动。我们的结果突出了 XB$_{12}$ 族作为一种超导性平台的潜力，并展示了将超原子作为固体材料设计中的功能构件的潜力。