高压下 C-S-H 化合物的超导增强
超导电性
2022-08-08 v1
摘要
近来，在 267 GPa 高压下，由碳、硫和氢组成的材料实验上获得了 287 K 的超导转变温度 Tc。该材料结构尚不清楚，其中碳和硫以 1:1 的摩尔比添加。此处，固定 C:S = 1:1 的摩尔比，我们研究了几种可能的 C-S-H 结构，并利用第一性原理计算发现了一种新的稳定结构 C2S2H4。C2S2H4 在 64 GPa 压力下发生绝缘体-金属转变并呈现超导基态，其 Tc 在 300 GPa 下可达 16.5 K。此外，我们发现了另一种稳定结构 C2S3H4，其在 300 GPa 下的 Tc 为 47.4 K。计算表明，C2S3H4 中额外添加的 S 原子破坏了 C2S2H4 中的部分 C-H 键，使 H 原子以更低频率振动，从而增强了电-声子耦合与 Tc。我们的结果表明，C-S-H 体系中低于 1:1 的 C:S 摩尔比可能有利于提升 Tc。这有助于厘清近期实验中具有室温 Tc 的 C-S-H 材料的结构。
引用
@article{arxiv.2111.03276,
title = {Enhanced superconductivity in C-S-H compounds at high pressure},
author = {Zheng-Wei Liao and Zhen Zhang and Jing-Yang You and Bo Gu and Gang Su},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.03276},
year = {2022}
}