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基于第一性原理的层状碳化钇卤化物超导性的化学物理研究

超导电性 2021-05-05 v1 材料科学

摘要

我们对碳化钇卤化物 Y2_2X2X_2C2_2XX=Cl、Br、I)的超导性进行了详尽的第一性原理研究,其最高转变温度(TcT_{\rm c})约为 10 K。对优化晶体结构的详细分析表明,随着卤素从 Cl、Br 到 I 的替代,Y2_2C2_2 块沿单轴被压缩,这与晶格矢量的单调膨胀相反。基于常规声子机制下超导密度泛函理论的非经验方法,我们成功再现了 TcT_{\rm c} 的卤素依赖性。在 Y2_2I2_2C2_2 中观察到一种 C2_2 摆动模的异常增强耦合,这意味着可能偏离常规配对图像。利用电子-声子耦合的 Wannier 表象,我们表明卤素电子轨道和离子振动几乎不对超导配对有贡献。因此该体系的卤素依赖性是通过对超导 Y2_2C2_2 块的单轴压缩力产生的卤素离子的间接效应。我们由此建立了该体系超导物理的定量可靠图像,提取出一种原子替代的独特效应,其潜在地可应用于其他超导体。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.05312,
  title  = {Chemical physics of superconductivity in layered yttrium carbide halides from first principles},
  author = {Ryosuke Akashi and Ryotaro Arita and Chao Zhang and K. Tanaka and J. S. Tse},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.05312},
  year   = {2021}
}

备注

13 pages, 9 figures, 5 tables