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新纪录 Tc 和三间隙二维超导体:电子与声子拓扑:KB2C2

超导电性 2024-08-23 v1

摘要

追求在常压下实现更高的温度超导体持续是材料发现中的热门话题。等位结构如 MgB2 被认为可能实现传统 BCS 型超导性,但其转变温度(Tc)基于实验发现和理论预测始终保持在 100 K 以下。在本研究中,设计了两种新的二维(2D)超导体,KB2C2,具有 BC 层的 AA 和 AB 堆叠构型,其 Tc 可超过 112 K,创下了 2D 超导体的新纪录。分析表明,电子位于 σ\sigma-键共价键和由 B/C 原子面内振动主导的高频 E 声子模式主要负责电子-声子耦合(EPC)。一种激动人心的鲁棒三间隙超导性特征源于电子 EPC 参数 λ\lambda 三个区域分布特征的显著性。当施加双轴拉伸应变(BTS)时,其 Tc 可提升至 153 K 以上。Tc 的增加源于 Γ\Gamma 点附近的光学 E 声子模式软化以及 Q 点附近的声学模式软化,而非其他类似系统中在费米能级(EF)附近电子数的增加。因此,声子在 BTS 情况下的 EPC 中发挥更有利的作用,凸显了其作为 BCS 超导体中介的重要性。此外,我们发现 KB2C2 表现出有趣的拓扑特性、自旋反涡旋和 Ising 型自旋分裂。这座房子是首次报告了具有如此高 Tc 的非平凡拓扑与超导性的共存。因此,KB2C2 可能为探索更高 Tc 的二维超导体提供了有前景的 sandwich 结构,除当前探索基础量子物理的潜在途径外。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.12242,
  title  = {New-record-Tc and three-gap 2D superconductors with electronic and phononic topology: KB2C2},
  author = {Hao-Dong Liu and Xin-Peng Fu and Zhen-Guo Fu and Hong-Yan Lu and Ping Zhang},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.12242},
  year   = {2024}
}

备注

8 pages, 3 figures