近日，郑飞鹏副教授指导的计算物理课题组在凝聚态物理学权威期刊《Physical Review B》上发表题目为《Multigap superconductivity in lithium intercalated bilayer Mo₂C》的论文。其中暨南大学物理与光电工程学院物理学系2021级计算物理研究生洪灿为第一作者，通讯作者为郑飞鹏副教授，暨南大学为唯一通讯单位。

图1：LiMo₄C₂的两步制备法和应变后的超导性

层间耦合对层状过渡金属化合物的物理性质有着重要影响。层状Mo₂C系统作为新兴的MXene家族之一，其超导性引起了广泛关注。然而，层间耦合对该体系的超导性和各向异性超导性的影响尚不清楚。本工作通过第一性原理计算，包括电声耦合和各向异性超导计算，发现双层1T-Mo₂C中的层间耦合抑制了超导性，将其超导转变温度（T_c）从单层形式的4.2 K显著降至接近0 K。引入锂原子到双层层间可有效减弱层间耦合，使系统成为具有T_c超过10 K的双能隙超导体。通过3%的拉伸应变，可将体系T_c显著提高至约24.7 K，并且转变为三能隙超导体，这在Mo₂C相关系统中非常罕见。上述应变诱导的超导性增强主要由于具有平坦色散的能带向费米能级附近的移动导致显著增强的电声耦合。本文的方法也适用于多层Mo₂C系统。鉴于目前实验上已成功合成层状Mo₂C系统，以及碱金属原子沉积的实验可行性，本文提出了一种在层状Mo₂C中实现高T_c和多能隙超导性的实际可行策略。

本研究工作得到了国家自然科学基金、广东省基础研究与应用基础研究基金和广州市科技计划项目的资助。

图2：文章发表页面截图

论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.109.064515

图文：郑飞鹏

编辑：吴可泰
校对：陈科球
初审：黄晶晶

终审：幸江涛