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研究进展

研究进展

贾瑜教授课题组在α-MoB2超导机制研究方面取得进展

来源: 河南大学材料学院    日期:2022-08-22   浏览次数:

1911Onnes发现金属汞在4.2 K具有超导电性以来,实现更高的超导转变温度Tc一直是凝聚态物理和材料科学长期追求的目标。2001年,研究人员发现二元硼化物MgB2Tc达到了39 K,接近McMillan极限,是常压下Tc最高的传统超导体。随后,理论和实验上为设计更高Tc的硼化物付出了大量努力,然而大部分硼化物的Tc都非常低甚至没有超导。最近,研究者对过渡金属硼化物MoB2进行了高压超导研究(arXiv: 2105.13250. (2021)),令人惊讶的是,在90 GPa下其Tc达了32K,然而对于MoB2为何有如此强的电声耦合和高的Tc仍不清楚,对其超导机理还需进一步研究。



贾瑜课题组针对这一问题,采用第一性原理计算详细研究了MoB2的电子、声子以及电声耦特性。发现不同于MgB2在费米能级附近B的电子态占主导作用,MoB2的费米面电子态主要由Mo dz2轨道组成,相邻两个Mo原子的dz2杂化形成了弱的s共价键,导致费米能级出现了双范霍夫奇点。进一步计算表明范霍夫奇点的电子状态可以与Mo的面外振动产生强的耦合,产生了较大的超导能隙,获得了高的Tc,这与MgB2的电声耦合机制完全不同。这些结果反映了范霍夫奇点在强电声耦合超导中起着至关重要的作用。此外,贾瑜课题组进预言利用电子掺杂,MoB2Tc可以得到进一步提高,为实验提供了理论指导。

研究结果“Strong electron-phonon coupling superconductivity in compressed α-MoB2 induced by double Van Hove singularities”发表于国际著名期刊Phys. Rev. B, 文章链接:https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.106.064507。课题组硕士研究生刘晓含和黄晓伟博士是文章的共同一作,刘亮亮副教授和贾瑜教授为论文的通讯作者。

本工作得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金的资助。


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