钠钨青铜超导电性的转变温度——基于第一性原理计算的理论研究

利用第一性原理计算，我们考察了钠钨青铜(Na$_x$WO$_3$，其中 $x$ 小于或等于 1)中超导电性的转变温度 $T_{\rm c}$。尽管 $T_{\rm c}$ 相对较低 $T_{\rm c}( <\sim 3 {\rm K})$，但实验上在 $\sim 0.2 < x < \sim 0.4$ 观察到其随 $x$ 的特征指数依赖关系，这很有趣。基于包含等离激元效应的 McMillan $T_{\rm c}$ 方程，我们成功复现了 $T_{\rm c}$ 的绝对值及其 $x$ 依赖关系。我们还发现等离激元效应与声子一样对 $T_{\rm c}$ 的估算至关重要。由于即便在 $x <\sim 0.1$ 时计算所得 $T_{\rm c}$ 也可能不超过 $\sim 20$ K，该低温超导性可用通常的声子机制(含等离激元效应)解释。另一方面，近期实验在 $x\sim 0.05$ 的 Na$_x$WO$_3$ 体系表面发现高达约 90 K 的高温 $T_{\rm c}$，无法由我们的结果解释。这一分歧表明，需要另一种机制来阐明 Na$_x$WO$_3$ 高温超导性的本质。