【摘 要】
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基于密度泛函第一性原理计算和瓦尼尔插值技术,我们系统地研究了空穴掺杂的单层六角氮化硼（h-BN）和层状化合物CaB2C2的电声耦合特性。单层h-BN的结构与石墨烯类似,层状h-BN是绝缘体,其直接能隙接近6e V。我们通过调整体系中的电子数来实现对单层h-BN的空穴掺杂,为了使费米能级逼近与其最接近的范霍夫奇点,需从原胞中移除0.4个电子,同时这也是单层h-BN中可以达到的空穴掺杂最大浓度。超过该
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基于密度泛函第一性原理计算和瓦尼尔插值技术,我们系统地研究了空穴掺杂的单层六角氮化硼（h-BN）和层状化合物CaB2C2的电声耦合特性。单层h-BN的结构与石墨烯类似,层状h-BN是绝缘体,其直接能隙接近6e V。我们通过调整体系中的电子数来实现对单层h-BN的空穴掺杂,为了使费米能级逼近与其最接近的范霍夫奇点,需从原胞中移除0.4个电子,同时这也是单层h-BN中可以达到的空穴掺杂最大浓度。超过该浓度,体系的声子谱将会出现明显的虚频。在这个掺杂浓度下,无应力的单层h-BN电声耦合是非常弱的。但是施加拉伸应力可以显著地提高电声耦合强度。我们计算预测单层h-BN在空穴掺杂和双轴拉伸应力的协同作用下,其超导转变温度Tc可以超过40 K。CaB2C2是一个能隙约为0.8 e V的层状绝缘体,我们通过在CaB2C2中分别用K或者Rb原子替换一半的Ca原子得到了KCa B4C4和Rb Ca B4C4。计算表明KCaB4C4和RbCaB4C4可以成为电声耦合高温超导体,其超导转变温度Tc分别达到58.0 K和56.4 K。产生超导的原因是K或者Rb原子替换Ca原子后,实现了对CaB2C2的空穴掺杂,将σ能带提升到费米能级,从而诱导了σ能带电子与Ag声子模式之间的强耦合。
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