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负压能否使铋变为金属?膨胀铋的情形

超导电性 2022-01-04 v1 材料科学

摘要

材料在异常条件下可能表现出出乎意料的行为。例如,当Bi意外地转变为非晶相(\textit{a}-Bi)时,它在低于1010 K的温度下成为了超导体。我们解释了为何\textit{a}-Bi具有超导性而结晶相(\textit{c}-Bi)未被发现具有该性质:我们通过计算模拟了其电子性质,发现\textit{a}-Bi在费米面上的电子态密度(eDoS)大于\textit{c}-Bi,这解释了该现象。我们甚至预测了结晶相超导转变温度TcT_c的上限,并在随后一年内得到了实验证实。我们现在决定研究当施加低于大气压的压强(膨胀)时,结晶(Wyckoff结构)与非晶Bi会发生什么。本文表明,膨胀时\textit{c}-Bi变得更具金属性,因为对于Wyckoff结构,eDoS随体积增大而增加,而非晶eDoS则减小。若保持结晶结构,其TcT_c在膨胀下会升高,而\textit{a}-Bi的TcT_c则会降低。膨胀可在实验室中通过化学蚀刻铋基合金获得,该过程亦称为去合金化,例如。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.00088,
  title  = {Could Negative Pressures Turn Bismuth into a Metal? The Case of the Expanded},
  author = {Flor B. Quiroga and David Hinojosa-Romero and Alexander Valladares and Renela M. Valladares and Isaías Rodríguez and Ariel A. Valladares},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.00088},
  year   = {2022}
}

备注

13 pages, 7 figures