高温双间隙超导性的二维非粘土石榄石硅化物纳米片

二维材料的超导性探索因其在低功耗应用和基础科学兴趣方面具有巨大潜力而备受关注。本文我们报告了从 NbN Bulk 沿 (001) 平面剥离得到的若干新型稳定非粘土石榄石 Nb$_x$N$_{x+1}$ ($x$ = 1-4) 单层材料，通过第一性原理计算确认。其中 Nb$_2$N$_3$ crystallizes in $P \overline{6} m2$ 空间群，对二维过渡金属氮化物和二元化合物而言，拥有突破性的 77.8 K 超导临界温度，为新的 high-$T_c$ 基准。我们详细分析表明，Nb$_2$N$_3$ 的强超导性由以 N 振动为主导的声子模式驱动，来自 N-$p$ 和 Nb-$d$ 电子态的电子-声子耦合贡献显著。运用各向异 Migdal-Eliashberg 框架，我们进一步确定 Nb$_2$N$_3$ 单层的双间隙特性，特征为显著的电子-声子耦合和各向异能隙。这些结果深化了对二维过渡金属氮化物超导性的理解，凸显了其在纳米尺度超导应用中的潜力。