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(纯计算)纽约州立大学布法罗分校J. Am. Chem. Soc.: 二元C–B包合物中的常规高温超导

时间：2023-02-03 来源： 浏览：

(纯计算)纽约州立大学布法罗分校J. Am. Chem. Soc.: 二元C–B包合物中的常规高温超导

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2023年1月9日，J. Am. Chem. Soc.在线发表了纽约州立大学布法罗分校Eva Zurek课题组的研究论文，题目为《Conventional High-Temperature Superconductivity in Metallic, Covalently Bonded, Binary-Guest C–B Clathrates》。

受方钠石包合物结构中XB3C3 (X = Sr, La)化合物合成的启发，对含有最多两个不同金属原子的该族成员进行密度泛函理论(DFT)计算。对X = Mg、Ca、Sr、Ba 体系的DFT化学压力分析表明， 可以调整以稳定B–C骨架的金属阳离子的大小是其环境压力动力学稳定性的关键 。对105 Pm3对称性XYB6C6二元客体化合物(其中X、Y是正电金属原子)的高通量DFT计算发现 22 个在1个大气压下动力学稳定，将潜在合成相的数量增加了 19 个(18个金属和1个绝缘体)。 费米能级的态密度和超导临界温度Tc可以通过改变金属原子的平均氧化态来调节，当平均价为+1.5时，Tc最高 。 KPbB6C6在环境压力下的Eliashberg Tc为88 K，预计其在所研究的Pm3n XB3C3或Pm3 XYB6C6相中具有最高的Tc ，计算表明其可以使用高压高温技术合成，然后淬火至环境条件。

图1 环境压力下的简单B–C包合物
图2 XYB6C6的能带结构和态密度
图3 XYB6C6的超导临界温度Tc图
图4  XYB6C6的 声子谱、Eliashberg谱函数和电声耦合常数

图5  KPbB6C6的晶体结构和态密度

【 论文链接 】
Geng, N., Hilleke, K.P., Zhu, L. et al. Conventional High-Temperature Superconductivity in Metallic, Covalently Bonded, Binary-Guest C–B Clathrates. J. Am. Chem . Soc. , 2023 , 145, 1696-1706. https://doi.org/10.1021/jacs.2c10089

【其他相关文献】

[1] Peng, F., Sun, Y., Pickard, C.J. et al. Hydrogen Clathrate Structures in Rare Earth Hydrides at High Pressures: Possible Route to Room-Temperature Superconductivity. Phys. Rev. Lett ., 2017 , 119, 107001. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.119.107001
[2]  Ma, L., Wang, K., Xie, Y. et al. High-Temperature Superconducting Phase in Clathrate Calcium Hydride CaH6 up to 215 K at a Pressure of 172 GPa. Phys. Rev. Lett ., 2022 , 128, 167001 . https://doi.org/ 10.1103/PhysRevLett.128.167001

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