具有层状晶体结构的硼碳化物钪中的超导性

在超氢化物中近室温超导性的发现激励了针对常规超导体的进一步材料研究。为在含轻元素材料中实现中等的高临界温度$(T_\mathrm{c})$,我们探索了钪硼碳体系中的新超导相。在此,我们报道了一种新的三元Sc-B-C化合物中超导性的观测。通过Rietveld分析确定的晶体结构属于四方空间群$P4/ncc$。借助密度泛函理论计算的补充,发现该化合物的化学式可表示为Sc$_{20}$C$_{8-x}$B$_x$C$_{20}$($x=1\:\mathrm{or}\:2$)。有趣的是,少量的B对稳定当前结构至关重要。我们的实验揭示了在$T_\mathrm{c}=7.7\:\mathrm{K}$处的典型II类超导性。此外,我们通过第一性原理方法计算了态密度,发现Sc-3d轨道的贡献主要负责该超导性。