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Superconductivity in Doped sp3 Semiconductors: The Case of the Clathrates

Authors :
Antonino Marco Saitta
J. Beille
Jacques Marcus
Vladimir Timoshevskii
Bruno Masenelli
Shoji Yamanaka
Gian-Marco Rignanese
Bernard Barbara
Damien Connétable
Xavier Blase
Patrice Mélinon
Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures (LPMCN)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon
Laboratoire Louis Néel (LLN)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire d'Etudes des Propriétés Electroniques des Solides (LEPES)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)
Laboratoire de Physique de la Matière Condensée (LPMC)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)
Unité de Physico-Chimie et de Physique des Matériaux (UCL PCPM)
Université Catholique de Louvain = Catholic University of Louvain (UCL)
Department of Applied Chemistry (Faculty of Engineering, Hiroshima University)
Hiroshima University
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Hiroshima University (JAPAN)
Institut polytechnique de Grenoble (FRANCE)
Fondation Nanosciences (FRANCE)
Université Pierre et Marie Curie, Paris 6 - UPMC (FRANCE)
Université Claude Bernard-Lyon I - UCBL (FRANCE)
Université Joseph Fourier Grenoble 1 - UJF (FRANCE)
Katholieke Universiteit Leuven - KU LEUVEN (BELGIUM)
Laboratoire de Physique de la Matière Condensée et Nanostructures ( LPMCN )
Université Claude Bernard Lyon 1 ( UCBL )
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire Louis Néel ( LLN )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire d'Etudes des Propriétés Electroniques des Solides ( LEPES )
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 ( UJF ) -Institut National Polytechnique de Grenoble ( INPG ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Laboratoire de Physique de la Matière Condensée ( LPMC )
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Unité de Physico-Chimie et de Physique des Matériaux ( UCL PCPM )
Université Catholique de Louvain ( UCL )
Department of Applied Chemistry ( Faculty of Engineering, Hiroshima University )
Université Claude Bernard Lyon 1 (UCBL)
Université de Lyon-Université de Lyon-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut National Polytechnique de Grenoble (INPG)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 (UPMC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Source :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2003, 91, pp.247001. ⟨10.1103/PhysRevLett.91.247001⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2003, 91, pp.247001. 〈10.1103/PhysRevLett.91.247001〉, Physical Review Letters, 2003, 91, pp.247001. ⟨10.1103/PhysRevLett.91.247001⟩
Publication Year :
2003
Publisher :
HAL CCSD, 2003.

Abstract

International audience; We present a joint experimental and theoretical study of the superconductivity in doped silicon clathrates. The critical temperature in Ba8@Si–46 is shown to strongly decrease with applied pressure. These results are corroborated by ab initio calculations using MacMillan's formulation of the BCS theory with the electron-phonon coupling constant lambda calculated from perturbative density functional theory. Further, the study of I8@Si–46 and of gedanken pure silicon diamond and clathrate phases doped within a rigid-band approach show that the superconductivity is an intrinsic property of the sp3 silicon network. As a consequence, carbon clathrates are predicted to yield large critical temperatures with an effective electron-phonon interaction much larger than in C60.

Details

Language :
English
ISSN :
00319007 and 10797114
Database :
OpenAIRE
Journal :
Physical Review Letters, Physical Review Letters, American Physical Society, 2003, 91, pp.247001. ⟨10.1103/PhysRevLett.91.247001⟩, Physical Review Letters, American Physical Society, 2003, 91, pp.247001. 〈10.1103/PhysRevLett.91.247001〉, Physical Review Letters, 2003, 91, pp.247001. ⟨10.1103/PhysRevLett.91.247001⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....07b52ec0a4fd32cc1148ab7cb70eb366
Full Text :
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.247001⟩