原文已发表在CPL Express Letters栏目

Received 16 September 2020; 

online 18 November 2020

预言了一种新的超导体BaCuS2，发现其电子结构处于非常规高温超导体（CaCuO2、FeSe）和电声耦合超导体（La3N3Ni2B2）之间。考虑关联效应，BaCuS2可能是一种新的d波超导体。这为研究超导配对中电子-声子耦合和电子-电子关联的竞争/合作提供了一个可能的新平台。

电子-声子耦合和电子-电子关联分别在传统BCS超导和高温超导中扮演了重要的角色。

在传统BCS超导中，由于σ键与声子的耦合很强，金属化σ键是一种有效的寻找高TC电声耦合超导体的方法，例如MgB2就是一个典型的具有金属化σ键的BCS超导体。在高温超导中，通过总结铜氧化物超导体与铁基超导体的电子结构特点，最近提出了“高温超导基因”理论，用于寻找新的高温超导体。该理论认为d-p σ*反键轨道需要独立于费米面附近，而这需要局域配位环境、晶体对称性和电子填充数的共同作用。既然以上的两条“指导原则”中都提到了σ键，那么两个理论中的σ键又有什么本质不同呢？电子-声子耦合和电子-电子关联在超导配对中又会怎样竞争/合作呢？研究一个中等关联强度的，具有金属化σ键的体系将可以给以上问题给予直接的回答。

最近，中国科学院物理研究所的胡江平研究组预言了一种可能的具有中等电子关联强度的超导体BaCuS2，提供了一个全新的材料体系来研究电子-声子耦合和电子-电子关联在超导配对中的竞争/合作。在BaCuS2中，四方锥配位的Cu的d-p σ*反键轨道主宰了费米面附近的电子结构的物理，同时具有金属化σ键和“高温超导基因”的特征。通过与别的层状过渡金属化合物超导体对比，发现BaCuS2的d轨道与p轨道的电子结构介于高温超导体（CaCuO2与FeSe）与电声耦合超导体（La3N3Ni2B2）之间，具有中等强度的电子关联。通过电声耦合计算，BaCuS2应是超导转变临界温度不高于4 K的s波传统超导体。而考虑关联效应，BaCuS2是具有非常规超导配对对称性dXY（B2g）波的超导体。计算表明BaCuS2与其类似物Ba3Cu2S5在高压下是热力学稳定的，非常可能通过加压合成。

本文为研究超导配对中电子-声子耦合和电子-电子关联的竞争/合作提供了一个可能的新平台。

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