轨道选择性电荷转移驱动铅汞二硫化物两种负热膨胀结构相变

Peng Li; Xiaohui Yang; Wenhua Song; Zhefeng Lou; Tongrui Li; Zhengtai Liu; Zhu'an Xu; Zhuoyu Chen; Xiao Lin; Yang Liu

轨道选择性电荷转移驱动铅汞二硫化物两种负热膨胀结构相变

材料科学 2025-07-30 v1 超导电性

作者: Peng Li , Xiaohui Yang , Wenhua Song , Zhefeng Lou , Tongrui Li , Zhengtai Liu , Zhu'an Xu , Zhuoyu Chen , Xiao Lin , Yang Liu

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摘要

负热膨胀 (NTE) 效应通常与结构相变共现, 但其中的电荷与轨道自由度尚未得到充分研究. 本研究采用角谱光子能谱和第一性原理计算, 以阐明铅汞二硫化物异常两种步负热膨胀结构相变中的电荷与轨道动力学. 随着温度降低, 每个相变均发生类似的层状滑动, 尽管其电荷转移行为差异显著. 在第一次相变中, 电荷主要从铅6pz轨道转移到费米能级以下的M型能带, 对费米面几乎没有影响. 相比之下, 第二次相变涉及费米面和电荷转移轨道的修改, 电荷从铅6px/py轨道选择性地转移到钨5dz2轨道, 同时费米口（由铅6px/py轨道形成）减小. 此外, 小压力即可调节基结构相在三个相之间及其相应超导性. 因此, 本研究表明轨道选择性电荷转移驱动了铅汞二硫化物中这种异常的结构相变, 为理解NTE机制提供了新思路, 并为研究该金属嵌入型硫化物中的压力调谐超导性提供了独特的窗口.

关键词

负热膨胀轨道选择性电荷转移结构相变铅汞二硫化物超导性

引用

@article{arxiv.2507.21700,
  title  = {Orbital-selective charge transfer drives two-step negative thermal expansion structural transitions in PbTa2Se4},
  author = {Peng Li and Xiaohui Yang and Wenhua Song and Zhefeng Lou and Tongrui Li and Zhengtai Liu and Zhu'an Xu and Zhuoyu Chen and Xiao Lin and Yang Liu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.21700},
  year   = {2025}
}

备注

4 figures

轨道选择性电荷转移驱动铅汞二硫化物两种负热膨胀结构相变

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关键词

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