Npj Comput. Mater.: 二维过渡金属单卤化物—超导和拓扑态

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Fig. 1 Atomic and electronic structures.

来自中国科学院物理研究所的杜世萱教授团队与美国犹他大学的刘锋教授合作，通过第一性原理计算预言了一类具有丰富超导和拓扑性质的二维范德华材料：过渡金属单卤化物MX（M = Zr, Mo; X = F, Cl）。

Fig. 2 Phonon properties and EPC.

他们的研究表明，MX家族由声学支软模导致较强的电声耦合和T_c（5.9-12.4 K），而这些声子软模来源于费米面嵌套或潜在晶格不稳定性。MX家族费米面构成的差异使得其呈现出单超导能隙或双超导能隙特征。

Fig. 3 Superconducting properties.

此外，MX家族都具有非平庸的电子拓扑不变量Z₂ = 1，且MoF 和MoCl为拓扑超导体的候选材料。ZrCl和MoCl在布里渊区边界存在二维狄拉克声子，相应的声子边界态呈现出特殊的w型色散，表明在一维锯齿形纳米带中存在潜在的边界增强电声耦合。

Fig. 4 Unveiling the EPC mechanisms.

有趣的是，打破空间反演的Janus结构Zr₂FCl（M₂XY）显示出类旋子式（roton-like）的声子软化和超导增强。该工作为研究单一材料平台中的二维超导、拓扑态以及手性声子提供了新思路。

Fig. 5 Electronic and phononic topology in 2D MX.

该文近期发表于npj Computational Materials 8，185(2022)，英文标题与摘要如下，点击左下角“阅读原文”可以自由获取论文PDF。

Superconductivity and topological aspects of two-dimensional

transition-metal monohalides

Wen-Han Dong, Yu-Yang Zhang, Yan-Fang Zhang, Jia-Tao Sun, Feng Liu & Shixuan Du