范霍夫奇点对 H3S 中高Tc超导的影响
超导电性
2016-04-05 v3
摘要
硫氢化物中高转变温度（Tc）超导的一个有趣开放问题是，为何 H3S 的高压相具有极高的 Tc。最近，有研究指出费米能级附近的范霍夫奇点（vHs）的存在至关重要。然而，尽管已有基于 Migdal-Eliashberg 理论的 Tc 定量估计，但为了简化 Eliashberg 方程，态密度（DOS）的能量依赖性被忽略。在本研究中，我们超越常 DOS 近似，明确考虑费米能级周围 40eV 范围内的电子结构。与先前的常规计算不同，这种采用足够大数目 Matsubara 频率的方法使我们无需引入经验赝库仑势即可计算 Tc。我们表明，尽管 H3S 的 Tc 远高于不存在 vHs 的 H2S，但迄今为止采用的常 DOS 近似严重高估（低估）了 H3S（H2S）的 Tc 约 60K（约 10K）。我们随后讨论了强电子-声子耦合对有无 vHs 的电子结构的影响，及其如何影响超导性。特别地，我们聚焦于（1）自能自洽计算中的反馈效应，（2）零点运动引起的能量移动效应，以及（3）强非谐性导致的声子频率变化的效应。我们表明（1）-（3）对 H3S 和 H2S 的 Tc 影响约为 10-30K。最终，估计 H3S 在 250GPa 下 Tc 为 181K，H2S 在 140GPa 下为 34K，这解释了实验中观察到的 Tc 压力依赖性。此外，我们评估了超出 Migdal-Eliashberg 理论的最低阶顶点修正，并讨论了 Migdal 近似对硫氢化物的有效性。
引用
@article{arxiv.1512.07365,
title = {Effect of van Hove singularities on high-Tc superconductivity in H3S},
author = {Wataru Sano and Takashi Koretsune and Terumasa Tadano and Ryosuke Akashi and Ryotaro Arita},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.07365},
year = {2016}
}