超导单层 T-石墨烯及其新颖合成路径
材料科学
2019-08-06 v1 超导电性
计算物理
摘要
单层超导体是制备超导纳米器件的理想材料。然而，迄今为止，被预测的单层元素超导体极少，尤其尚无人成功合成。本文利用晶体结构搜索技术与第一性原理计算，预测一种具有 4 元和 8 元环的单层平面碳片（称为 T-石墨烯）是一种新的本征元素超导体，其超导临界温度（Tc）最高可达约 20.8 K。更重要的是，我们提出了获得此种单层 T-石墨烯的合成路径：首先在高压力（>11.5 GPa）下合成 T-石墨烯钾插层化合物（具有 P4/mmm 对称性的 C4K），随后淬火至常压；最终，单层 T-石墨烯既可通过电化学方法从块体 C4K 中剥离获得，也可从块体 T-石墨 C4 上揭离，其中 C4 可通过蒸发 K 原子由 C4K 得到。有趣的是，我们发现 C4K 在 0 GPa 下计算得到的 Tc 约为 30.4 K，这创下了层状碳基超导体的新纪录。本发现增添了一类新的碳基超导体。特别地，一旦单层 T-石墨烯被合成，便可结合其他二维材料利用逐层生长技术为制备超导器件铺平道路。
引用
@article{arxiv.1908.01302,
title = {Superconducting single-layer T-graphene and novel synthesis routes},
author = {Qinyan Gu and Dingyu Xing and Jian Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.01302},
year = {2019}
}
备注
7 pages, 5 figures. published as an Express Letter on Chinese Physics Letters; article link: http://cpl.iphy.ac.cn/article/10.1088/0256-307X/36/9/097401