二维正交晶系MB6（M=Mg, Ca）与六方晶系MB6（M=Mg, Ca, Sc, Ti, Sr, Y）中的电声耦合超导性
超导电性
2020-11-25 v1
摘要
结合晶体结构搜索与第一性原理计算，我们报道了一系列二维（2D）金属硼化物，包括正交晶系（ort-）MB6（M=Mg, Ca）与六方晶系（hex-）MB6（M=Mg, Ca, Sc, Ti, Sr, Y）。随后，我们研究了它们的几何结构、成键性质、电子结构、力学性质、声子色散、热稳定性、动力学稳定性、电声耦合（EPC）、超导性质等。我们的第一性原理分子动力学模拟结果表明，这些MB6在高达700/1000 K时仍能保持原有构型，表明其优异的热稳定性。它们的弹性常数均满足Born力学稳定判据，且声子色散中未观察到明显的虚频。EPC结果表明，这些二维MB6均为本征声子介导的超导体，其超导转变温度（Tc）在2.2–21.3 K范围内。其中最高的Tc（21.3 K）出现在hex-CaB6中，其EPC常数（λ）为0.94。通过对ort-/hex-CaB6施加拉伸/压缩应变，我们发现压缩应变可明显软化声学声子支并增强EPC及Tc。hex-CaB6的Tc在3%压缩应变下可从21.3 K提升至28 K。这些发现丰富了二维超导体的数据库，并应能促进二维超导金属硼化物的实验合成与表征。
引用
@article{arxiv.2006.11977,
title = {Electron-phonon coupling superconductivity in 2D orthorhombic MB6 (M=Mg, Ca) and hexagonal MB6 (M=Mg, Ca, Sc, Ti, Sr, Y)},
author = {Tao Bo and Peng-Fei Liu and Luo Yan and Bao-Tian Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.11977},
year = {2020}
}
备注
29 pages, 9 figures