沈阳材料科学国家实验室关于韩国室温超导LK9的研究论文

论文题目:铅电子结构的第一性原理研究10−X立方的X(PO4)6O（X=0, 1) 提交时间:2023年7月29日星期六18:04:27协调世界时 作者:赖俊文, 蒋旭丽, 刘培涛, 严孙, 陈杏秋 网址:https://arxiv.org/abs/2307.16040

最近，Lee等人报道了在掺铜铅磷灰石（LK-99）（室温环境压力超导电性的实验发现arXiv:2307.12008, arXiv:2307.12037）。 值得注意的是，在环境压力下，超导电性能持续400 K。尽管有强有力的实验证据，LK-99的电子结构尚未被研究。 本文用第一性原理计算研究了LK-99及其母体化合物的电子结构，旨在阐明Cu的掺杂效应。 我们的结果表明母体化合物铅10(PO4)6O是绝缘体，而Cu掺杂引起绝缘体-金属的转变，从而引起体积收缩。 LK-99在费米能级附近的能带结构表现为半填充平坦带和完全占据平坦带。

这两个扁平带产生于2P轨道1/4占据o原子与3DCu的轨道2P最近邻o原子的轨道。 有趣的是，我们在这两个平坦带上观察到四个van Hove奇点，表明低温下电子不稳定导致结构畸变。此外，我们还证明了van Hove奇点的能带可以通过电子相关效应或掺杂不同元素来调节。 我们发现，在所考虑的掺杂元素（Ni、Cu、Zn、Ag和Au）中，Ni和Zn的掺杂都导致了能隙的打开，而Au的掺杂效果更类似于Cu而不是Ag。 我们的工作为今后研究LK-99独特的电子结构在超导中的作用奠定了基础