应变可调 Dirac 半导体相变及其在氟化硼膜中的涌现超导性

二维 Dirac 半导体伴随超导性一直是长期寻求的目标，但很少有报道。认为轻元素材料有望实现这一目标，由于其内在的轻便性和金属性。本文基于最近合成的 $\beta_{12}$ 氢化硼烯 [Science 371, 1143 (2021)]，我们研究其 counterparts 命名为 $\beta_{12}$-$\rm {B_5H_3}$。我们的第一性计算表明其具有良好的稳定性。$\beta_{12}$-$\rm {B_5H_3}$ 是一种稀有 Dirac 半导体，展示了从三个 Dirac 锥到单个 Dirac 锥的应变可调相变。此外，$\beta_{12}$-$\rm {B_5H_3}$ 也是一种优异的声子介导超导体，其超导临界温度为 32.4 K，在外部应变下可进一步提升至 42 K。Dirac 费子子与超导性的并存，加上双重可调性，揭示了 $\beta_{12}$-$\rm {B_5H_3}$ 是一种吸引人的平台，用于研究二维 Dirac 半导体中的量子相变或超导性，或其相互作用带来的独特物理。