插层双层硼烯相中超导性的第一性原理探究

我们通过使用系统的第一性原理与 Eliashberg 计算，探讨了利用碱金属、碱土金属和过渡金属族元素进行可控插层后，双层硼烯中声子介导超导性的涌现。我们表明，超导性质主要由面外（$p_{z}$）硼态与费米能级处部分占据的面内（$s+p_{x,y}$）成键态之间的相互作用所主导。我们的 Eliashberg 计算表明，碱土金属元素的插层导致了最高的超导临界温度（$T_{c}$）。具体而言，Be 在 $\delta_{4}$ 中、Mg 在 $\chi_{3}$ 中以及 Ca 在 kagome 双层硼烯中表现出优异的性能，其 $T_{c}$ 高达 58~K。因此，我们的研究揭示了插层双层硼烯相不仅对化学劣化具有更强的抵抗力，而且与其单层对应物相比具有更高的 $T_{c}$ 值，凸显了其在开发基于硼的二维超导体方面的巨大潜力。