压缩 H$_3$S：高-$\textit{T}$$_C$超导体中的亚晶格库仑耦合

在室温 (RT) 或以上温度进行热退火以及高压$\it P$ $\sim$ 155 GPa 条件下，H$_3$S 表现出$\it T_C$ $\sim$ 200 K 的超导性。各种具有强电子 - 声子耦合和库仑排斥的理论框架已复现了这一创纪录的$\it T_C$。特别相关的是，在$\it T_C$、$\it P$和退火有序之间观察到的 H-D 同位素相关性表明了对 H-D 同位素效应的限制，从而为考虑具有电子增强效应的非常规高-$\it T_C$超导性留下了空间。本研究考察了由 Im$\overline{3}$m 结构中构成 H$_3$S 的交错亚晶格上相邻 S 和 H 物种之间的相互作用所产生的库仑配对。最佳转变温度由$\it{T}$$_{C0}$ = $\it{k}$$_B$$^{-1}$$\Lambda$$\it{e}$$^2$/$\ell$$\zeta$计算得出，其中$\Lambda$ = 0.007465 $\AA$，亚晶格间 S-H 分离间距$\zeta$ = $\it{a}$$_0$/$\sqrt{2}$，相互作用电荷线性间距$\ell$ = $\it{a}$$_0$(3/$\sigma$)$^{1/2}$，平均参与电荷分数$\sigma$ = 3.43 $\pm$ 0.10（由理论估算），晶格参数$\it{a}$$_0$ = 3.0823 \AA。结果$\it{T}$$_{C0}$ = 198.5 $\pm$ 3.0 K 与从电阻率和磁化率数据确定的转变温度非常吻合。中红外反射率分析证实了玻色子能量与$\zeta$$^{-1}$之间的相关性。对于$<$ RT 退火，随剩余电阻增加而导致的$\it T_C$抑制通过散射诱导的库珀对破坏来处理。文中讨论了与层状高-$\it T_C$超导体结构的对应关系。引入了一种考虑亚晶格电子对能量$\leq$ $\it e$$^2$/$\zeta$的虚光子进行康普顿散射的模型，说明了$\Lambda$与约化电子康普顿波长成正比。