基于第一性原理的超导 Chevrel 相 PbMo$_{6}$S$_{8}$ 研究
超导电性
2021-04-19 v1
摘要
Chevrel 三元超导材料呈现出分子特性、强电子-声子耦合与电子-电子关联并存的有趣现象，这在一定程度上仍阻碍着对其的定量理解。我们针对典型的 Chevrel 化合物 PbMoS 开展了第一性原理研究，涵盖零压与高压下的电子、结构和振动性质。我们确认了极强电子-声子耦合的存在，该耦合与体系临近 R-P 结构相变相关，并随着外加压力使体系远离相边界而减弱。借助全第一性原理超导密度泛函理论（SCDFT），我们获得了超导态的详细描述。SCDFT 考虑了相不稳定性的作用、不同分子内与分子间声子模的电子-声子耦合，且不含任何经验参数，准确复现了实验临界温度与能隙。本研究确证 Chevrel 相为声子驱动的超导体，但受到异常强的库仑排斥的抑制。后者由费米能处具排斥性的 Mo 态以及紧邻费米能的能带隙共同产生。这对于解释为何 Chevrel 相尽管具有极端电子-声子耦合，其临界温度却低于 15~K 至关重要。此外，我们预测了超导临界温度随外压的演化，与现有实验数据高度吻合。
引用
@article{arxiv.2104.07982,
title = {Superconducting Chevrel phase PbMo$_{6}$S$_{8}$ from first principles},
author = {Giovanni Marini and Antonio Sanna and Camilla Pellegrini and Christophe Bersier and Erio Tosatti and Gianni Profeta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.07982},
year = {2021}
}