氢化与锂化 Janus 型 GaXS2 单层材料的相稳定性与超导性
材料科学
2026-02-24 v1
摘要
氢化和锂化二维材料为增强电子属性并诱导超导性提供了有前景的途径。本文采用第一性原理计算探索氢化和锂化 Janus 型 GaXS2（X = Ga, In）单层材料的相稳定性和超导行为。在 Ga2SH、Ga2SLi、GaInSH 和 GaInSLi 中，仅 2H-GaInSLi 结构通过声子色散、ab initio 分子动力学和弹性常数验证表明具有动力学、热力学和机械稳定性。该单层材料采用六角晶格，表现出金属行为，具有负形成能，表明其可被实验实现。各向异性 Migdal-Eliashberg 分析揭示其呈现声子介导的超导性，临界温度 Tc 为 4.8 K。值得注意的是，出现三个 distinct 的超导间隙，这与特定原子轨道和声子模式相关。电子掺杂 0.2 e 每胞格可将 Tc 提升至接近 6.2 K，同时保持三隙特性。这些结果凸显了选择性功能化在工程超导性方面的有效性，并将 GaInSLi 识别为下一代多隙 2D 超导器件的有前景平台。
引用
@article{arxiv.2509.19922,
title = {Phase Stability and Superconductivity in Hydrogenated and Lithiated Janus GaXS2 (X = Ga, In) Monolayers},
author = {Jakkapat Seeyangnok and Udomsilp Pinsook},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19922},
year = {2026}
}
备注
15 pages, 9 figures