能抵御晶格大变形的超导电性

在对一种仅由过渡族金属元素构成的高熵合金(TaNb)0.67(HfZrTi)0.33的研究中发现这种合金的超导电性在一定的压力范围内具有抵御大的变形量而不发生改变的特性【PNAS 114, (2017)13144】，随后，在对一种实际应用较为广泛的NbTi合金超导体的高压研究中也发现了类似的现象【Adv. Mater. 31 (2019)1807240】。后续的研究表明，在(ScZrNbTa)0.6(RhPd)0.4高熵合金超导体、Nb和Ta元素超导体中也都表现出了这种行为。这些超导体的共性是仅由过渡族元素构成而且具有相同的体心立方晶体结构。通过第一性原理计算对这类超导体的电子结构特点进行了研究。发现这类超导体在进入大变形保持超导电性稳定状态时，尽管其费米能级的态密度由简并的dxy, dxz, 和 dyz 轨道电子主导，但具有第二高态密度分布的简并的dx2-y2和 dz2轨道电子在费米能级的态密度随变形量的增大几乎不变。对这一计算结果应用Homes law进行拟合结果表明，由dx2-y2和 dz2轨道电子计算得到的“拟设超流密度”能很好的符合Homes law。他们将这类仅由过渡族金属构成的、具有体心立方晶体结构和稳定dx2-y2和 dz2轨道电子态密度特点、在大变形下具有稳定超导电性的超导体命名为“大变形下具有稳定超导电性的超导体”，并以“RSAVS superconductors: Materials with a superconducting state that is robust against large volume shrinkage ”为题，作为快速发表文章发表在【Physics Review Materials 4,071801(R) (2020)】上。