論文の概要: Simultaneous Superconducting and Topological Properties in Mg-Li Electrides at High Pressures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.15518v1
• Date: Sun, 26 Jan 2025 13:20:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-28 13:53:59.816457
• Title: Simultaneous Superconducting and Topological Properties in Mg-Li Electrides at High Pressures
• Title（参考訳）: 高圧下におけるMg-Li電解質の同時超伝導とトポロジー特性
• Authors: D. Wang, H. Song, Q. Hao, G. Yang, H. Wang, L. Zhang, Y. Chen, X. Chen, Hua Y. Geng,
• Abstract要約: 高圧下では, 新規な電子特性をともなうMg-Liの安定相を7つ同定した。 MgLi10 はバンドギャップ 0.22 eV の半導体であり、Pm-3m MgLi は超伝導転移温度 22.8 K の超伝導体である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.0887400561270666
• License:
• Abstract: Electrides as a unique class of emerging materials exhibit fascinating properties and hold important significance for understanding the matter under extreme conditions, which is characterized by valence electrons localized into the interstitial space as quasi-atoms (ISQs). In this work, using crystal structure prediction and first-principles calculations, we identified seven stable phases of Mg-Li that are electride with novel electronic properties under high pressure. Among them, MgLi10 is a semiconductor with a band gap of 0.22 eV; and Pm-3m MgLi is superconductor with a superconducting transition temperature of 22.8 K. The important role played by the localization degree of ISQ in the superconducting transition temperature of these electrides is revealed by systematic comparison of Mg-Li with other Li-rich electride superconductors. Furthermore, we proved that Pm-3m MgLi and Pnma MgLi also have distinct topological behavior with metallic surface states and the non-zero $Z_2$ invariant. The simultaneous coexistence of superconductivity, electronic band topology and electride property in the same structure of Pm-3m MgLi and Pnma MgLi demonstrates the feasibility of realizing multi-quantum phases in a single material, which will stimulate further research in these interdisciplinary fields.
• Abstract（参考訳）: 独特な種類の新興物質として電化物は魅力的な性質を示し、極端条件下での物質の理解に重要な意味を持ち、これは準原子(ISQ)として間質空間に局在する原子価電子によって特徴づけられる。 本研究では, 結晶構造予測と第一原理計算を用いて, 高圧下での新規電子特性を有するMg-Liの安定相を7つ同定した。 MgLi10 はバンドギャップ 0.22 eV の半導体であり、Pm-3m MgLi は超伝導転移温度 22.8 K の超伝導体である。 さらに, Pm-3m MgLi と Pnma MgLi は, 金属表面状態と非ゼロの$Z_2$不変量で異なる位相挙動を持つことを示した。 Pm-3m MgLiとPnma MgLiの同じ構造における超伝導、電子バンドトポロジー、電解質の同時共存は、単一材料における多量子相の実現の可能性を示し、これらの分野におけるさらなる研究を促進する。

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