分子固体 $\kappa$-(BEDT-TTF)$_2$Cu$_2$(CN)$_3$ 绝缘相和超导相的起源

Dongbin Shin; Fabijan Pavošević; Nicolas Tancogne-Dejean; Michele Buzzi; Emil Viñas Boström; Angel Rubio

分子固体 $\kappa$-(BEDT-TTF)$_2$Cu$_2$(CN)$_3$ 绝缘相和超导相的起源

强关联电子 2024-12-25 v1 材料科学

作者: Dongbin Shin , Fabijan Pavošević , Nicolas Tancogne-Dejean , Michele Buzzi , Emil Viñas Boström , Angel Rubio

摘要

近期对有机分子固体的研究凸显了其复杂相图和光激发现象，如 Mott 绝缘体、自旋液体相和超导性。然而，实验观察与第一性原理计算在 $\kappa$ -(BEDT-TTF) $_2$ X 系列之间存在差异，阻碍了对其性质的理解。本文我们利用最近发展的 DFT+GOU 方法重新考察了 $\kappa$ -(BEDT-TTF) $_2$ Cu $_2$ (CN) $_3$ 的电子结构。我们的工作揭示了 $\kappa$ -(BEDT-TTF) $_2$ Cu $_2$ (CN) $_3$ 的绝缘电子结构起源于 BEDT-TTF 二聚体之间最高占据分子轨道态和最低未占据分子轨道态之间的能隙，而这些二聚体是该分子固体的周期单元。我们验证了我们的计算结果在能隙、光导率以及随压力变化的金属-绝缘体转变方面与实验观察一致。特别地，源于费米能级处平坦带态的超导 dome 被成功复现。此外，我们基于电子结构数据构建了一个新的低能格子模型，可用于解决许多身临其境的物理问题，如量子自旋液体和双空穴动力学。我们的工作为理解 $\kappa$ -(BEDT-TTF) $_2$ X 系列以及其他复杂有机分子固体的复杂相图和各种光激发现象提供了更深入的理解。

关键词

电子结构分子固体能隙超导性 DFT+GOU 方法金属-绝缘体转变

引用

@article{arxiv.2412.18088,
  title  = {Origin of the insulating and superconducting phases in molecular solid $\kappa$-(BEDT-TTF)$_2$Cu$_2$(CN)$_3$},
  author = {Dongbin Shin and Fabijan Pavošević and Nicolas Tancogne-Dejean and Michele Buzzi and Emil Viñas Boström and Angel Rubio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.18088},
  year   = {2024}
}

备注

4 figures

分子固体 $\kappa$-(BEDT-TTF)$_2$Cu$_2$(CN)$_3$ 绝缘相和超导相的起源

摘要

关键词

引用

备注

相关论文