First-Principles Theory of Anharmonicity and the Inverse Isotope Effect in Superconducting Palladium-Hydride Compounds
钯的同位素效应异常是文献中发现的最大的同位素效应异常。用更重的同位素取代氢会导致更高的超导温度，这与谐波理论不一致。用随机方法求解自洽谐波近似，我们完全从头算得到了非谐自由能、热膨胀和超导性质。我们发现，声子谱的强重整化的非谐性远远超出了微扰制度。超导是声子介导的，但谐波近似大大高估了超导临界温度。我们解释了逆同位素效应，得到了一个与实验符合良好的同位素系数-0.38值，氢的非谐性是主要负责同位素异常。
2013-10-16 cond-mat.supr-con
Superconducting properties of MgB2 from first principles
固体MgB $_2$具有相当有趣和技术上重要的性质，例如非常高的超导转变温度。专注于这种化合物，我们报告的第一个非平凡的应用一种新的密度泛函型理论的超导体，最近提出的作者。在不引入任何可调参数的情况下，我们得到了MgB $_2$的相变温度、能隙和比热，与实验结果符合得很好。此外，我们的计算显示了库仑相互作用如何不同地作用于s和p状态，从而稳定所观察到的超导相。
2005-08-31 cond-mat.supr-con
Anisotropic superconducting gaps in YNi$_2$B$_2$C: A first-principles investigation
在超导体的密度泛函理论框架下，计算了YNi $_2$ B $_2$ C的超导能隙和准粒子态密度，探讨了该材料中高度各向异性超导能隙的起源.计算的声子频率，准粒子态密度和转变温度与实验结果吻合良好。通过对超导能隙的计算和轨道性质的分析，我们确定费米面轨道性质的变化是各向异性能隙的关键因素。由于主要由Ni $3 d$轨道组成的电子态与声子弱耦合，相应的态的超导能隙函数被抑制，这导致在实验中观察到的各向异性。这些结果为提高硼碳化物族材料的相变温度提供了线索。
2016-12-27 cond-mat.supr-con
First-principles estimation of the superconducting transition temperature of a metallic hydrogen liquid
我们提出了一个第一性原理实现的随机路径积分方法提出的刘等。Liu，Y. Yuan，云南杜父花D.刘X- Z. Li和J. Shi，Phys. Rev. Research 2，013340（2020）]用于估计液体的超导转变温度（$T_c$）。该实现是基于全电子投影增广波（PAW）方法。我们推广刘等。的形式主义，以适应伪描述的电子状态的PAW方法。提出了一种构造PAW方法重叠算子的公式，以消除由于伪基集的不完备性而引起的误差。我们应用该方法来估计金属氢液体的$T_c$。这证实了Liu et al.的预测，金属氢可以形成超导液体。
2021-11-24 cond-mat.supr-con
First-principles study of superconducting Rare-earth doped CaFe2As2
本文报道了Ca_（0.75）M_（0.25）Fe_（2.5）As_2（M = Ca，Sr，Eu，La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Na，K，Rb）的电子结构的从头计算.成功地预测了最近报道的实验观察到的稀土掺杂的CaFe_2As_2化合物的结构趋势，并给出了压力诱导的斜方晶系到塌缩的四方晶系转变的完整的理论描述。我们表明，过渡压力降低电子掺杂和线性上升的离子掺杂剂的大小。我们讨论了我们的描述实现超导相的影响。
2014-06-25 cond-mat.supr-con
Tailoring $T_c$ by symmetry principles: The concept of Superconducting Fitness
我们提出了一个概括的超导健身的概念，这使我们能够作出类似于安德森定理的声明，关于不同的超导状态的稳定性。这个概念可以应用于具有多个轨道、层、亚晶格或谷自由度的复杂材料。超导适应度参数$F_A(\bf{k})$和$F_C(\bf{k})$给出了弱耦合不稳定性的鲁棒性的直接测量和存在的有害项的哈密顿量，分别。这两个参数可以作为指导工程正常状态哈密顿，以有利于或抑制超导序参量具有不同的对称性和拓扑性质。为了说明这一概念的适用性和权力，我们研究了三种情况：非中心对称重费米子$\text{CePt}_3\text{Si}$，空穴掺杂铁pnictide $\text{KFe}_2\text{As}_2$和掺杂的拓扑绝缘体$\text{Cu}_x\text{Bi}_2\text{Se}_3$。
2018-02-01 cond-mat.supr-con
Prediction of superconducting transition temperatures of heterostructures based on first principles
预测超导系统的电子结构和转变温度等材料特性是现代固体物理学的主要挑战之一。本文首次用密度泛函理论对实际超导体--正常金属异质结构进行了具体的计算。特别地，我们计算了Nb（100）基质上不同正常金属覆盖层的准粒子谱。我们发现Andreev反射导致了正常金属中动量相关准粒子带的形成。因此，光谱具有强烈的动量依赖性诱导间隙。从带隙尺寸与厚度的关系出发，计算了Au/Nb（100）异质结构的超导临界温度，与实验结果符合得很好。此外，预测类似的异质结构的其他化合物。
2016-03-21 cond-mat.supr-con
Superconducting gap function in the organic superconductor (TMTSF)2ClO4 with anion ordering; First-principles calculations and quasiclassical analysis for angle-resolved heat capacity
在Kramer-Pesch近似的基础上，结合第一性原理计算得到的电子结构，计算了低磁场范围内的角相关热容，并通过与实验的比较，确定了（TMTSF）2ClO 4的超导能隙函数。目前的比较研究表明，一个节点d-波间隙函数一致地解释了实验结果（TMTSF）2ClO 4。特别是，它强调的是，所观察到的不寻常的轴不对称的角度依赖性消除了s波和无节点的d-波函数的可能性。同时发现ClO 4阴离子的方向性排列对费米面结构没有任何显著的影响，这是因为在第一性原理计算的全精度范围内，能带计算得到的两个费米面几乎相交.
2011-07-01 cond-mat.supr-con
Superconducting Symmetries of Sr$_2$RuO$_4$ from First-Principles Electronic Structure
虽然相关电子结构计算很好地解释了Sr $_2$ RuO $_4$的正常状态，它的超导对称性仍然是未知的。在这里，我们构造的自旋和电荷涨落配对相互作用的基础上，其相关的正常状态。相关性显着减少有利于反铁磁波动的铁磁和增加轨道间配对。从正常态Eliashberg方程，我们发现自旋单重态$d$波配对接近磁不稳定性。远离这些不稳定性，在电荷波动增加，我们发现两个时间反演的破环自旋三重态：一个奇频$s$波，和一个双简并的$d_{xy}$和（$d_{yz},d_{xz}$）之间的轨道间配对。
2019-10-09 cond-mat.supr-con
On the consequences of the uncertainty principle on the superconducting fluctuations well inside the normal state
我们首先认为，集体行为的库珀对的热波动远远高于超导转变温度，Tc，是由不确定原理，特别是，导致一个明确的温度，T^C，超导相干消失。根据BCS方法，相应的折合温度ln（T^C/Tc）估计为约0.55，即，高于T^C \approx 1.7Tc的相干库珀对不能存在。这些建议对超流密度的影响，然后使用高斯-金兹伯格-朗道近似检查。然后，我们提出了新的测量的热涨落对电导率和磁化强度的影响，在不同的低和高Tc超导体与不同的掺杂，这是非常符合这些建议，并证明了ln（T^C/Tc）的普遍性。
2002-09-05 cond-mat.supr-con
Cluster Decomposition Principle and Two-Electron Wave Function of the Cooper Pair in the BCS Superconducting State
本文给出BCS超导态（SS）二阶约化密度矩阵（RDM 2）的最大本征值和相应的本征函数的显式表达式。使用这些量，我们在本文中处理两个主题。作为第一个主题，它表明，聚类分解原则在BCS-SS。这一证明为选取反常密度作为SS的序参量提供了理论依据。作为第二个主题，它表明，这样的本征函数是自旋单态和空间延伸的同位素，并进一步的两个电子的平均距离，其中包括上述本征函数是在一个很好的协议与Pippard的相干长度。这意味着BCS-SS的RDM 2的最大孪晶可以看作是库珀对本身，它们被凝聚到O（N）个相同的能级。
2021-07-14 cond-mat.supr-con
Anharmonicity and the isotope effect in superconducting lithium at high pressures: a first-principles approach
最近的实验[Schaeffer 2015]表明，锂在15-25 GPa压力范围内呈现出极其异常的同位素效应。本文计算了压力下$\mathrm{^7Li}$和$\mathrm{^6Li}$的非谐声子色散、超导转变温度和同位素效应。我们已经发现了一个巨大的非谐重整化的横向声学软模式沿$Γ$ K在fcc相，在感兴趣的压力范围内的预期结构。事实上，非谐校正动态稳定的fcc相高于25 GPa。然而，我们没有发现超导温度与同位素质量的反常标度。此外，我们还分析了采用不同结构的两种锂同位素是否可以解释所观察到的异常行为。根据我们的焓计算，包括零点运动和非谐性，这在稳定状态下是不可能的。
2017-07-05 cond-mat.supr-con
Superconducting Quantum Circuits, Qubits and Computing
本文介绍了用于量子信息处理的量子化超导电路的物理和工作原理。
2005-08-30 cond-mat.supr-con
First-principles study of the pressure and crystal-structure dependences of the superconducting transition temperature in compressed sulfur hydrides
本文利用超导体的密度泛函理论，从第一性原理出发，计算了硫原子H $_{2}$ S和H $_{3}$ S的超导转变温度（$T_{\rm c}$）。在$\lesssim$ 150 GPa的压力下，最近的实验中观察到的高值$T_{\rm c}$（$\gtrsim$ 130 K）[A. P. Drozdov，M. I.我和埃克塞特。A. Troyan，arXiv：1412.0460]通过假设H $_{2}$ S分解成$R3m$ $_{3}$ S和S而精确地再现。对于较高的压力，计算的$T_{\rm c}$ s的$Im3m$ -H $_{3}$ S系统地高于那些$R3m$ -H $_{3}$ S和实验观察到的最大值（190 K），这表明另一个更高的- $T_{\rm c}$相的可能性。我们还从第一性原理量化了同位素效应，并证明了当多个结构相在能量上竞争时，同位素效应系数可以大于常规值（0.5）。
2015-07-07 cond-mat.supr-con
Prediction of superconducting properties of CaB2 using anisotropic Eliashberg theory
基于从头算赝势密度泛函计算得到的电子结构、声子结构和电子-声子相互作用，采用完全各向异性Eliashberg方法研究了假设简单六方晶系CaB 2的超导性质.得到了超导转变温度Tc、费米面上的超导能隙Δ（k）和比热，并与MgB_2的相应性质进行了比较。我们的研究结果表明，CaB 2将具有更高的Tc和更强的双能隙性质，在sigma带中具有更大的Delta（k），但在pi带中具有比MgB 2更小的Delta（k）。
2009-06-15 cond-mat.supr-con
Superconducting Chevrel phase PbMo$_{6}$S$_{8}$ from first principles
Chevrel三元超导体表现出分子方面、大的电子-声子和电子-电子关联的有趣共存，这在一定程度上仍然阻碍了对它们的定量理解。我们提出了第一性原理研究的原型Chevrel化合物PbMo $_{6}$ S $_{8}$，包括电子，结构和振动性质在零和高压。我们确认存在一个非常强的电子-声子耦合，连接到接近R $\overline{3}$ -P $\overline{1}$结构相变，这削弱了系统，在施加压力时，被赶出相边界。利用全\textit{ab initio}超导密度泛函理论（SCDFT）对超导态进行了详细的描述。SCDFT占的作用，相位不稳定性，电子-声子耦合与不同的内部和分子间的声子模式，没有任何经验参数，并准确地再现了实验的临界温度和间隙。这项研究提供了结论性的确认，Chevrel阶段是声子驱动的超导体减轻，然而，由一个不寻常的强库仑排斥。后者是由费米能级处的排斥性Mo态和靠近费米能级的带隙的组合效应产生的。这对于解释为什么Chevrel相尽管具有极端的电子-声子耦合，但其临界温度低于15 K是至关重要的。此外，我们预测的超导临界温度的演变作为外部压力的函数，显示出良好的协议与现有的实验数据。
2021-04-16 cond-mat.supr-con
Elastic properties of superconducting MAX phases from first principles calculations
采用第一性原理密度泛函方法，对所有已知的超导MAX相（Nb_2SC，Nb_2SnC，Nb_2AsC，Nb_2InC，Mo_2GaC和Ti_2InC）的弹性性质进行了系统的研究.结果，优化的晶格参数，独立的弹性常数，弹性各向异性和脆/韧性行为的指标，以及所谓的可加工性指数计算。我们还推导出体积和剪切模量，杨氏模量，泊松比为理想的多晶MAX聚集体。所得结果进行了讨论，与现有的理论和实验数据和弹性参数的其他层状超导体。
2010-06-03 cond-mat.soft cond-mat.supr-con
Strain sensitivity and superconducting properties of Nb3Sn from first principles calculations
本文用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究了高场超导磁体A_（15）Nb_（3-Sn）的应变灵敏度。Nb 3Sn晶格单元以与在沿其轴向施加载荷的多芯技术线上实验观察到的相同的方式变形。计算了在不同应变ε下，在压、拉侧沿布里渊区不同高对称方向的声子色散曲线和电子能带结构。从计算的平均声子频率和电子-声子耦合出发，用Allen-Dynes修正的McMillan公式计算了材料的超导特性临界温度Tc。其结果是，特征钟形的T_c-ε曲线，具有最大值在零本征应变，拉伸和压缩侧之间的轻微的不对称性，已经获得。因此，这些第一性原理计算表明，Nb 3Sn的应变灵敏度具有微观和内在的起源，源自Nb 3Sn临界表面的位移。此外，我们的计算表明，这种化合物的超导性质的变化与应力引起的声子和电子性质的变化。最后，从计算的Tc（ε）曲线中提取了描述Nb_3Sn应变灵敏度的应变函数，并与多芯线的实验数据进行了比较。这两条曲线都显示出预期的钟形行为，但线的应变灵敏度相对于本体、完美二元和化学计量的Nb 3Sn的理论预测得到增强。了解这种差异的起源可能会打开潜在的途径，在这样的系统中的应变耐受性的改善。
2012-10-13 cond-mat.supr-con
First-Principles Calculation of the Superconducting Transition in MgB2 within the Anisotropic Eliashberg Formalism
采用从头算赝势密度泛函方法和完全各向异性Eliashberg方程研究了MgB 2的超导转变。我们的研究表明，各向异性Eliashberg方程，与从头计算的动量相关的电子-声子相互作用和非简谐声子频率构建，得到的平均电子-声子耦合常数λ = 0.61，转变温度Tc = 39 K，和硼同位素效应指数α B = 0.31与合理的假设mu* = 0.12。Tc，λ，和alphaB的计算值分别与运输，比热和同位素效应测量非常一致。然而，费米表面的各个部分上的电子-声子耦合λ（k，k '）的单个值从0.1变化到2.5。所观察到的Tc是电子-声子耦合中的各向异性的提高效应和相关声子模式中的非谐性的降低效应的结果。
2001-11-09 cond-mat.supr-con
Pressure induced Lifshitz transition and anomalous crystal field splitting in AFeAs (A=Li/Na) Fe-based superconducting compounds: A first principles study
利用Zhang等人[1]预测的超高压下的晶体结构，通过基于密度泛函理论的第一性原理研究，给出了流体静压对铁磷属元素化物超导化合物LiFeAs和NaFeAs电子结构的影响。轨道选择性压力引起的偏态密度和电子能带结构的变化揭示了这些化合物的混合多带多轨道性质，在环境压力下具有能量简并的dxz/dyz轨道。由于较大的流体静压力，一些电子/空穴能带穿过费米能级，导致费米表面的显著拓扑修改，称为Lifshitz跃迁。本文叙述了当前研究的一个重要课题--Lifshitz转变与超导性的相互关系。基于这种相互联系，本研究预测了111种化合物的超导Tc在如此高的压力下不能提高。基于Wannier函数的电子结构研究揭示了在较高压力下Fe-3d和As-4p轨道之间相对较大的杂化，作为这种杂化的效应，dxz和dyz轨道的轨道简并度被提升。不同的杂交贡献中的晶体场分裂分离使用Wannier函数为基础的形式主义，通过将不同的频带与一个特定的轨道字符中的Wannier函数的建设。利用低能紧束缚模型讨论了Fe-d轨道间的轨道内/轨道间跳跃幅度与压力的关系。
2021-08-17 cond-mat.supr-con
New Superconducting RbFe2As2: A First-principles Investigation
与具有磁性基态的未掺杂BaFe_2As_2相比，RbFe_2As_2最近被报道为在未掺杂状态下具有Tc = 2.6 K的块状超导体。我们在这里提出的第一性原理计算的结构，弹性和电子性质的这种最新的超导体的结果，并讨论它的行为与其他相关系统。关键词：RbFe 2As 2，电子结构，弹性常数，超导电性PACS：74.70.Dd，74.10.+ v，74.20.Pq，75.25.Ld
2009-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Probing the superconducting gap structure of ScRuSi via $μ$SR and first-principles calculations
本研究结合 $μ$SR 实验与第一性原理计算，全面探究了三元化合物 ScRuSi 的超导特性，揭示其具有各向同性 $s$ 波能隙、保持时间反演对称性，并阐明了低频声子与 d 轨道耦合主导的超导配对机制。
2024-06-26 cond-mat.supr-con
Reply to "Comment on `First-principles calculation of the superconducting transition in MgB2 within the anisotropic Eliashberg formalism'"
Mazin等人最近的预印本[cond-mat/0212417]包含对我们已发表工作的许多不适当的评价和/或批评[Phys. Rev. B 66，020513（2002）和Nature 418，758（2002）]。预印本[cond-mat/0212417 v1]作为对我们的一篇论文[Phys. Rev. B 66，020513（2002）]的评论提交给了Physical Review B。在审查过程中，Mazin等人撤回了cond-mat/0212417 v1中包含的许多声明，但在其修订稿中仍保留了两项声明[cond-mat/0212417 v3]：（1）由于散射，在σ带或π带内的超导能隙的计算变化在实际样品中是不可观察的，以及（2）库仑排斥μ（k，k ′）在Σ和π状态之间小得可以忽略，因此应该通过Σ和π通道中的对角2 × 2矩阵来近似。在此，我们指出，前者并不影响我们的理论工作的有效性，这是清洁的限制，后者是不正确的。
2003-07-01 cond-mat.supr-con
Carrier Density Dependence of Superconducting Transition Temperature in Electron-doped $\rm{SrTiO_3}$ Based on the First-principles Calculations
本文基于第一性原理计算研究电子掺杂$\ m{SrTiO_3}$，发现过掺杂区超导转变温度随载流子密度减小而升高，主要归因于铁电软模光学声子的贡献。
2025-09-13 cond-mat.supr-con
First-Principles Calculation of Superconducting $T_c$ in Superhard B-C-N Metals
University of Alabama at Birmingham（阿拉巴马大学伯明翰分校）
通过第一性原理电子-声子计算，评估三元超硬金属B$_2$C$_3$N和B$_4$C$_5$N$_3$的超导转变温度$T_c$，发现其相对较高的$T_c$部分源于与超硬度相关的高德拜温度，且这些材料具有潜在的可合成性。
2026-06-03 cond-mat.supr-con
Hydrostatic Pressure-Induced Evolution of the Superconducting Transition Temperature of Bi-2212: Insights from First-Principles Calculations
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；Nantong University（南通大学）
通过第一性原理计算和压力依赖的低能双层模型研究Bi-2212在高压下超导相变温度Tc的变化，揭示压力通过自掺杂和配对尺度增强影响Tc演化，表明初始掺杂状态对压力响应至关重要。
2026-05-18 cond-mat.supr-con
Effect of spin fluctuations on superconductivity in V and Nb: a first-principles study
本文利用最近发展起来的基于超导体密度泛函理论的非经验计算方法研究了典型$d$带元素超导体V和Nb的超导电性。铁磁涨落（顺磁子）对超导转变温度（$T_{\rm c}$）的影响，原则上抑制了$s$ -波超导配对，在没有任何经验参数的情况下被量化.我们发现，强顺磁效应取消了声子介导的配对和动力学屏蔽库仑相互作用的$T_{\rm c}$增强效应。
2020-10-14 cond-mat.supr-con
Absence of sizable superconductivity in hydrogen boride: A first principles study
最近合成的硼化氢单层在Cmmm相是一个有前途的超导体，由于其类似于MgB 2和大的氢含量在其结构。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算，我们研究了它的电子，振动和超导性质，并得出结论，尽管预期，硼化氢没有一个相当大的超导临界温度。系统中氢的存在改变了硼-硼键，削弱了电子-声子相互作用。我们研究了掺杂对提高体系临界温度的影响，但电子或空穴的掺杂对提高体系的临界温度没有明显的效果。我们把这个系统的小临界温度归因于费米能级上的态的氢特征消失，这些态主要是硼的p态。我们的研究结果表明，在费米能级上需要大量的类氢态才能在氢化单层膜中获得大的超导临界温度。
2022-05-16 cond-mat.supr-con
First-Principles Study of High-Temperature Superconductivity in X2MH6 Compounds under 20 GPa
本研究通过第一性原理计算，探索了在20 GPa下通过原子替换提高X2MH6型化合物超导转变温度的方法，发现Mg2CoH6、Mg2RhH6和Mg2IrH6三种化合物超导转变温度超过100 K，具有强实际应用潜力。
2025-03-29 cond-mat.supr-con
Dendritic flux avalanches in rectangular superconducting films -- numerical simulations
树枝状磁通雪崩是II型超导薄膜涡旋物质在低温下经常遇到的不稳定性。以前，线性稳定性分析表明，这样的雪崩应该是成核的磁通渗透是最深的。为了验证这一预测，我们在超导矩形上进行了数值模拟。我们发现，在低衬底温度下，第一次雪崩正好出现在中间的长边，与预测一致。在更高的衬底温度下，从理论上没有明确的预测，我们发现，第一个雪崩的位置是由随机分布的无序波动决定的。
2012-09-13 cond-mat.supr-con
Ultrafast dynamics and light-induced superconductivity from first principles
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Graz University of Technology（格拉茨工业大学）；Intellectual Ventures（智之天）
本文基于第一性原理，研究光诱导超导性，通过求解Migdal-Eliashberg方程揭示超导体在强光脉冲下的响应机制，验证了光诱导超导态的形成及准粒子动力学。
2026-03-18 cond-mat.supr-con
Far-infrared electrodynamics of superconducting Nb: comparison of theory and experiment
用第一性原理计算了超导Nb在能隙附近频率范围内的复电导率谱，并与实验结果进行了比较。用这些计算可以精确地描述薄膜的行实验数据。
2003-11-26 cond-mat.supr-con
Competing collinear magnetic structures in superconducting FeSe by first principles quantum Monte Carlo calculations
通过定量精确的方法解决强关联材料中磁相互作用和结构性质之间的相互作用一直是凝聚态物理的主要挑战。在这里，我们采用高精度的第一性原理量子蒙特卡罗（QMC）技术，以获得在压力下的铁硒化物（FeSe）超导体的结构和磁性。在可比的情况下，计算的性质非常接近实验值。潜在的有序磁配置，共线自旋配置是最积极的探索压力范围内有利的。当实验临界温度$T_c$最高时，它们在7 GPa左右的能量中变得几乎简并，具有双共线自旋有序。另一方面，铁磁，棋盘，交错二聚体配置成为相对较高的能量，随着压力的增加。在压力下的行为解释了一个准确的分析所描述的QMC多体波函数，揭示了如何自旋，电荷和轨道自由度强烈耦合在这个化合物的电荷压缩性和轨道占用。这种显着的压力演变表明，条纹状的磁波动可能是负责增强$T_c$ FeSe和较高的T $_c$与接近共线和双共线之间的交叉排序。
2016-02-05 cond-mat.supr-con
Coexistence of spontaneous polarization and superconductivity in hole-doped oxyhydrides ATiO_2H (A=K, Rb, Cs): first-principles study
极性金属是一种既有极性畸变又有金属性的材料。如果超导，这种材料有望显示出奇异的磁电现象。本文采用基于密度泛函理论的第一性原理计算，研究了一系列钙钛矿型氧化物ATIO $_2$ H（A=K，Rb，Cs）在空穴掺杂条件下的铁电和超导性质.我们的模拟表明，这些化合物主机自发极化和超导性在最佳掺杂浓度。超导电性和大极化（~100 $μ$ C/cm $^2$）的异常共存源于极性畸变和超导态的弱耦合，其原因是位移原子和空间受限的金属载流子的分离。此外，在价带最大值附近的独特的电子性质增强了超导电性：氢1 s态的相当大的贡献的四次能带色散。因此，我们的研究功能的氧化物作为可能的模型极性超导系统，这可能是可利用的未来磁电设备。
2020-11-26 cond-mat.supr-con
A First-Principles Multiscale Framework for Topological Superconductivity
West Virginia University（西弗吉尼亚大学）；University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校）
该研究提出一个结合第一性原理计算与拓扑分析的多尺度框架，用于预测和筛选铁基材料中的拓扑超导相，并验证FeSe/GaAs异质结构为有前景的实验平台。
2026-09-10 cond-mat.supr-con
Quantum anharmonic enhancement of superconductivity in $P6_3/mmc$ ScH$_6$ at high pressures: a first-principles study
利用第一性原理计算，在随机自洽谐波近似下，分析了100-160 GPa压力范围内，量子离子涨落和晶格非谐性对P63/mmc ScH 6晶体结构和超导电性的影响.我们预测的晶体结构，声子谱，和超导临界温度，这已经在以前的计算中估计不考虑离子波动的晶体结构和假设的晶格动力学的谐波近似的强烈校正。量子离子波动通过增加约5%的氢-氢距离对晶体中存在的H2分子状单元具有很大的影响。根据我们的非谐声子谱，这种结构至少在85 GPa以上是动态稳定的，这比谐波近似给出的压力低45 GPa。与许多超导富氢化合物相反，量子离子效应和随之而来的非谐性倾向于降低超导临界温度，我们的研究结果表明，它可以在P63/mmc SCH 6中增强约15%。我们把临界温度的提高归因于H $_2$类分子单元的拉伸和相应的电子-声子相互作用的增加。我们的研究结果表明，量子离子效应增加超导临界温度在富氢材料与H2单元通过增加氢-氢距离，因此，电子-声子相互作用。
2021-07-19 cond-mat.supr-con
Basic variables to be reproduced in the first-principles theory for superconductors: Fluctuation of the particle number
我们表明，二阶约化密度矩阵（RDM 2）的对角元素可以作为描述超导态的基本变量，而不是密度泛函方案中通常采用的RDM 2的非对角元素作为基本变量. RDM 2的对角元素被称为对密度（PD），它与系统的粒子数的波动显式相关。在本文中，我们认为，粒子数的波动可以成为一个指示的超导状态，密度泛函计划，其中PD被选为基本变量将是一个有前途的第一性原理理论的超导体。
2015-12-24 cond-mat.supr-con
First-principles calculation of coherence length and penetration depth based on density functional theory for superconductors
Yokohama National University（横滨国立大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）；University of Würzburg（维尔茨堡大学）；RIKEN（理化学研究所）
本文基于密度泛函理论，从头计算超导体的相干长度和穿透深度，揭示了传统超导体与高T_c系统在配对强度和相位刚性方面的差异。
2026-08-07 cond-mat.supr-con
Efficient method to calculate the electron-phonon coupling constant and superconducting transition temperature
我们提出了一种有效的方法来计算电子-声子耦合常数，$λ$，和超导转变温度，Tc从第一性原理计算。这种方法给出了快速收敛的Tc相对于的k点网格的大小，并无缝连接到大分子系统中使用的配方，如碱金属富勒烯，其中动量依赖性可以忽略不计。由于声子和电子-声子计算是耗时的，特别是在复杂的系统中，本方法将大大降低计算成本，这有利于高通量超导材料的设计。
2016-10-29 cond-mat.supr-con
First-principles study of the robust superconducting state of NbTi alloys under ultrahigh pressures
最近的实验报道，在120至261.7 GPa的约19 K的几乎恒定的超导$T_c$的情况下，NbTi合金在120至261.7 GPa的压力下出现了稳健的超导性[J. Guo等人，高级材料31，1807240（2019）]，这在已知的超导体中非常罕见。我们基于密度泛函理论和密度泛函微扰理论计算研究了NbTi合金中这种新的超导行为的起源。我们的结果表明，压力使NbTi合金从无序相转变为均匀有序的晶相，并且NbTi合金的奇异的强超导电性仍然可以在BCS理论的框架下得到理解。NbTi合金中的Nb元素在低压下的超导电性中起主导作用，而Nb和Ti原子交替均匀排列的NbTi晶体可能是高压下稳定超导电性的原因。NbTi在超高压下的超导转变温度可以用声子频率的增强、电子-声子耦合的适度降低和压力相关的屏蔽库仑排斥的协同效应来解释。
2021-06-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Boundary condition for Ginzburg-Landau theory of superconducting layers
静电荷电改变了超导薄层的临界温度。为了理解基本机制，可以使用具有de Gennes从BCS理论导出的边界条件的Ginzburg-Landau理论。在这里，我们表明，一个类似的边界条件，可以从最小自由能的原则。我们比较了这两个边界条件，并使用Budd-Vannimenus定理作为近似的测试。
2009-01-27 cond-mat.supr-con
High temperature superconducting phase of HBr under pressure predicted by first-principles calculations
HBr的高压相探索与从头计算晶体结构搜索。通过考虑零点能（ZPE）的贡献，我们发现HBr的P4/nmm相在150 ~ 200 GPa的压力范围内是热力学稳定的。在170 GPa下，P_4/nmm HBr的超导临界温度（Tc）约为73 K，是迄今为止二元卤素超导体中最高的。在170 GPa下，P_4/nmm HBr中一半的溴原子被较轻的氯原子取代后，其Tc可进一步提高到95 K左右。我们的研究表明，除了较低的质量外，较高的配位数、较短的键和氢原子所处的高度对称环境也是提高超导电性的重要因素。
2017-08-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Full orbital decomposition of Yu-Shiba-Rusinov states based on first principles
本文将Bogoliubov-de Gennes（BdG）方程应用于屏蔽KKR（Screened Korringa-Kohn- Rostoker）方法，自洽地求解了含替代杂质的三维晶体的超导态。在这份报告中，我们扩展了这个理论框架，使共线磁性，并将其应用到面心立方铅与三维磁性杂质。在磁性杂质的存在下，有一个对破碎的效果，导致超间隙Yu-Shiba-Rusinov（YSR）的状态，我们分解成从个人的轨道特性的贡献。我们确定这些杂质状态的空间范围，显示不同的轨道特性如何影响超导能隙内的YSR状态的细节。我们的工作突出了基于第一原理的描述的重要性，它捕获了定量的细节，使直接与实验结果进行比较成为可能。
2021-07-01 cond-mat.supr-con
Prediction of an unusual trigonal phase of superconducting LaH$_{\bf 10}$ stable from 250 to 425 GPa pressure
基于演化晶体结构搜索结合从头计算，我们预测一个不寻常的超导LaH $_{10}$，是稳定的，从约250 GPa到425 GPa的压力结构相。该新相属于具有非典型晶胞角的三方$R\bar{3}m$晶格，$α_{rhom}$ $\sim$ 24.56 $^{\circ}$。我们发现，新的结构包含三个单位的LaH $_{10}$在其原始细胞，不同于以前已知的三角相，其中原始细胞只包含一个LaH $_{10}$单位。在这个阶段中，32-H原子笼封装La原子，类似于较低的压力面为中心的立方相。然而，三角相的氢笼由四边形和六边形组成，与立方相相反，立方相表现出正方形和正六边形。令人惊讶的是，新相的最短H-H距离比低压立方相和原子氢金属的最短H-H距离短。我们发现一个结构相变从三角形到六方在425 GPa，六方晶格与早期的预测相吻合。求解各向异性Migdal-Eliashberg方程，我们得到的预测三角相（库仑赝势的标准值）预计将成为超导的临界温度约为175 K，这是小于$T_c \sim$ 250 K测量立方LaH $_{10}$。
2021-07-10 cond-mat.supr-con
First-Principles Investigation of Electron--Phonon Coupling and Intrinsic Two-Gap Superconductivity in Hexagonal BAs3 Monolayer
Chulalongkorn University（朱拉隆功大学）
通过第一性原理计算结合Migdal-Eliashberg理论，发现六方BAs3单层是动态稳定的金属，具有0.75的电子-声子耦合常数和3.4 K的超导转变温度，并表现出由不同费米面片引起的双能隙超导特性。
2026-06-07 cond-mat.supr-con
Superconductivity in lithium, potassium and aluminium under extreme pressure: A first-principles study
极端的压力强烈影响超导性能的“简单”的元素金属，如锂，钾和铝。压力诱导超导性的锂（高达17 K），而抑制它在铝。我们报告的第一性原理研究的超导性能的致密锂，钾和铝的基础上最近提出的，无参数，方法。我们的研究结果显示了前所未有的协议与实验，评估的预测能力的方法在很宽的范围内的密度和电子-声子耦合，并提供预测K，在没有实验存在到目前为止。更重要的是，我们的研究结果有助于揭示Li和Al在声子软化和费米面嵌套方面的不同行为的物理机制。
2005-10-25 cond-mat.supr-con
Electronic and magnetic properties of superconducting LnO$_{1-x}$F$_{x}$BiS$_{2}$ (Ln = La, Ce, Pr, and Nd) from first principles
本文用密度泛函理论研究了含稀土元素的BiS $_{2}$超导体：\textit{Ln} O $_{1-x}$ F $_{x}$ BiS $_{2}$（\textit{Ln} = La，Ce，Pr，Nd）.我们发现CeO $_{0.5}$ F $_{0.5}$ BiS $_{2}$具有竞争铁磁和弱反铁磁倾向，第一个对应于实验结果。我们发现，PrO $_{0.5}$ F $_{0.5}$ BiS $_{2}$具有很强的磁序倾向，根据4个$f$轨道占位的细微差异，它可以是铁磁或反铁磁的。我们证明了NdO $_{0.5}$ F $_{0.5}$ BiS $_{2}$具有稳定的磁基态，有序化倾向较弱.最后，我们表明，稀土的变化不影响费米面，并预测CeOBiS $_{2}$应显示压力诱导相变的金属，如果不是超导，在压力下相。
2016-06-17 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
First-principles prediction of phonon-mediated superconductivity in XBC (X= Mg, Ca, Sr, Ba)
通过第一性原理计算，我们预测了四种新的插层六方$X$ BC（$X$ =Mg，Ca，Sr，Ba）化合物是动态稳定的声子介导超导体.这些化合物形成类似LiBC的结构，但是是金属的。计算得到MgBC的超导临界温度$T{_c}$为51 K。$σ$键合电子和B ${_{1g}}$声子模式之间的强吸引相互作用产生较大的电子-声子耦合常数（1.135），因此产生高的$T_c$ ;值得注意的是，高于MgB的$_2$。其他化合物由于$σ$键合电子与低能声子（E ${_{2u}}$模）之间的相互作用而具有低的超导临界温度（4-17 K）。由于它们的能量和动力学稳定性，我们设想这些化合物可以通过实验合成。
2018-09-30 cond-mat.supr-con
Two Pressure-induced Superconducting Transitions in SnBi$_2$Se$_4$ Explored by Data-driven Materials Search: New Approach to Develop Novel Functional Materials Including Thermoelectric and Superconducting Materials
利用高通量的第一性原理计算从无机材料数据库中搜索了具有窄禁带和近带边平坦带的新型热电和超导材料的候选材料。在目标化合物中合成的SnBi $_2$ Se $_4$显示出354 meV的窄带隙，并且在环境压力下的热导率为1 W/Km。样品SnBi $_2$ Se $_4$在11.1 GPa下表现出金属-绝缘体转变，正如理论估计所预测的。在20.2GPa和47.3GPa下发现了两个压力诱导的超导转变。数据驱动的搜索是发现新功能材料的一种很有前途的方法。
2018-06-25 cond-mat.supr-con
Electronic coolers based on superconducting tunnel junctions: fundamentals and applications
纳米尺度的热电输运是一个快速发展的课题，特别是在基于超导体的混合器件中。在这篇综述文章中，我们首先讨论了介观超导混合结构中电子冷却的基本原理，相关的限制和应用。我们回顾了最近在格勒诺布尔进行的Andreev反射，光子热传输，声子冷却，以及强大的冷却器的创新制造技术的影响的工作。
2014-04-30 cond-mat.supr-con
First-principles real-space embedding theory of the superconducting proximity effect
Università di Trieste（的里雅斯特大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati (SISSA)（高等师范研究学校）
本文提出一种基于实空间动态嵌入的格林函数框架，用于模拟微观电子结构与介观近接物理之间的联系，实现对超导界面的预测原子级模拟。
2026-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Combining the advantages of superconducting MgB2 and CaC6 in one material: suggestions from first-principles calculations
我们发现，最近预测的一硼化锂层状相Li 2B 2结合了MgB 2中强电子-声子耦合的关键机制（即，共价B σ带与B键拉伸模式的相互作用）与CaC 6中的主要偶联机制（即，类自由电子层间态与软嵌入模式的相互作用）。然而，令人惊讶的是，计算出Li 2B 2中的电子-声子耦合比MgB 2或CaC 6中的弱。我们证明，这是由于意外的情况下，在费米能级在Li 2B 2的B π状态。在MgB 2中，π电子在加强σ电子的耦合方面起着间接但重要的作用。掺杂Li 2B 2以恢复费米能级的π电子，预计将导致一种新的超导体，其Tc可能超过MgB 2。
2007-01-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Electronic structure and Fermi surface of iron-based superconductors R2Fe3Si5 (R = Lu;Y;Sc) from first principles
采用密度泛函理论中的全势局域轨道方法，计算了三种超导稀土铁硅化物（Lu;Y;Sc）_2Fe_3Si_5和非超导四元晶系（P_4/mnc）的Lu_2Ru_3Si_5的电子结构.研究的重点是能带结构和费米面，存在于四个能带中，包含三维的类电子和类孔片。他们支持一种非常规的多带超导在这些三元系的想法，提出了由其他作者Lu 2Fe 3Si 5，基于热容，电阻率，电磁和μ子自旋旋转测量。最后，讨论了这里所研究的铁基超导体和其他常见的铁基超导体之间的电子结构的差异。
2014-09-05 cond-mat.supr-con
Tracing the main elements and electron orbitals that induce superconducting phase transition
超导转变的实验测定需要观察零电阻和完全抗磁性状态的出现。基于超导转变温度（Tc）与电子态密度（DOS）之间的密切关系，采用第一性原理分子动力学模拟，以Hg和ZrTe 3两种典型超导材料为例，计算了它们在不同压力下的DOS随温度的变化.通过对计算结果的分析，通过跟踪Tc附近分电子态密度的变化，得出了引起超导转变的主要因素。特别是对压力升高Tc的微观机理作了进一步的分析。
2020-09-27 cond-mat.supr-con
