【电声耦合】TaOsSi和NbOsSi超导中的电子-声子耦合

2025 年 6 月 10 日，湖南大学的雷兵华和密苏里大学的 David J. Singh 等人于《Physical Review B》期刊发表了题为《Electron - phonon coupling in the superconductivity of TaOsSi and NbOsSi》的文章，该研究基于电子 - 声子耦合方法对 TaOsSi 和 NbOsSi 的电子与超导特性展开深入探究。通过对电子结构、费米面、声子色散及电子 - 声子相互作用等多方面的计算与分析发现，这两种材料并非接近磁性，其超导态是具有高度各向异性的完全能隙，且为多能带贡献的连续变化能隙，并非传统两能隙超导，同时存在靠近费米能级的狄拉克点。实验与仿真结果表明，其超导性可用常规电子 - 声子图像予以合理解释，该研究对于理解拓扑超导体的超导机制以及探索具有强自旋轨道耦合的非常规超导体具有重要意义。

引言

本文聚焦于 TaOsSi 和 NbOsSi 这两种超导材料的电子 - 声子耦合研究。这两种材料展现出拓扑表面态和非常规超导性迹象，同时还显示出双能隙超导性的迹象。研究旨在通过电子 - 声子耦合理论，深入探究这两种材料的电子结构和超导特性。

背景知识

• 超导态的多样性和机制一直是凝聚态物理研究的重要驱动力。

• TaOsSi 和 NbOsSi 是具有拓扑表面态和可能的双能隙超导性的材料，它们的超导转变温度（Tc）分别为约 5.5 K 和 3.5 K。

• 这些材料形成正交的 TiNiSi 型结构，具有中心对称、非对称的正交晶系空间群 Pnma。

研究意义

• TaOsSi 是一种特殊的超导材料，它同时显示出拓扑表面态和可能的双能隙超导性，并且存在时间反演对称性（TRS）破缺的迹象。

• 了解这些材料的超导机制对于量子信息技术中的拓扑超导体研究具有重要意义，因为拓扑超导体有望用于观察 Majorana 费米子。

电子结构计算

电子结构计算方法

• 研究采用了基于密度泛函理论（DFT）的广义梯度近似（GGA）方法，使用 Perdew 等人开发的泛函。</