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Li2C2中电声耦合及超导电性的第一性原理计算研究
物理学报 Acta Phys. Sin. Vol. 64, No. 21 (2015) 214704
Li C 中电声耦合及超导电性的
第一性原理计算研究
高淼 孔鑫 卢仲毅 向涛
1)(中国科学院物理研究所, 北京 100190)
2)(中国人民大学物理系, 北京 100872)
3)(北京量子物质协同创新中心, 北京 100190)
( 2015 年7 月15 日收到; 2015 年8 月19 日收到修改稿)
通过第一性原理密度泛函和超导Eliashberg 理论计算, 我们研究了Li C 在 相的电子结构和电声
耦合特性, 预言这种材料在常压和5GPa 下是由电声耦合导致的转变温度分别为13.2 K 和9.8 K 的超导体,
为实验上探索包含一维碳原子链的材料中是否可能存在超导电性、发现新的超导体提供了理论依据. 如果理
论所预言的Li C 超导电性得到实验的证实, 这将是锂碳化物中转变温度最高的超导体, 高于实验观测到的
LiC 的1.9 K 和理论预言的单层LiC 的8.1 K 超导转变温度.
关键词: 电声耦合, 超导电性, 第一性原理计算
PACS: 47.25.Kc, 63.20.kd, 74.20.Pq, 74.70.Dd DOI: 10.7498/aps.64.214704
的一个例子就是最近实验上报道的, 超导温度可能
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1 引 言 达190 K 的硫化氢超导体 . 此外, 我们建议通
过将材料中的 能带金属化也可以有效提高电声
探索和发现新的高温超导体, 是凝聚态与材料 耦合常数 以及 , 并在此基础上, 预言了Li B C
c
物理研究的一个重要目标. 根据McMillian-Allen- 6
和Li B C 是两个转变温度超过50 K 的超导体 .
Dynes 公式1 , 提高电声耦合超导转变温度有两个 碳元素以其多种成键形式和相对较轻的质量,
关键因素, 一是要增大电声耦合常数, 二是要提 在电声耦合超导体的研究中占据重要的一席. 碳
高声子振动频率log . 声子振动频率和元素质量的 原子可以形成多种杂化轨道结构, 比如, 金刚石中
平方根成反比, 因此质量越轻的元素, 振动频率越
的sp 、石墨和石墨烯中的sp 、乙炔分子(C H ) 和
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