Exploring superconductivity in dynamically stable carbon–boron clathrates trapping molecular hydrogen
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The recent discovery of type-VII boron–carbon clathrates with calculated superconducting transition temperatures approaching ∼100 K has sparked interest in exploring new conventional superconductors that may be stabilized at ambient pressure. The electronic structure of the clathrate is highly tunable based on the ability to substitute different metal atoms within the cages, which may also be large enough to host small molecules. Here we introduce molecular hydrogen (H 2 ) within the clathrate cages and investigate its impact on electron–phonon coupling interactions and the superconducting transition temperature ( T c ). Our approach involves combining molecular hydrogen with the new diamond-like covalent framework, resulting in a hydrogen-encapsulated clathrate, (H 2 )B 3 C 3 . A notable characteristic of (H 2 )B 3 C 3 is the dynamic behavior of the H 2 molecules, which exhibit nearly free rotations within the B–C cages, resulting in a dynamic structure that remains cubic on average. The static structure of (H 2 )B 3 C 3 (a snapshot in its dynamic trajectory) is calculated to be dynamically stable at ambient and low pressures. Topological analysis of the electron density reveals weak van der Waals interactions between molecular hydrogen and the B–C cages, marginally influencing the electronic structure of the material. The electron count and electronic structure calculations indicate that (H 2 )B 3 C 3 is a hole conductor, in which H 2 molecules donate a portion of their valence electron density to the metallic cage framework. Electron–phonon coupling calculation using the Migdal–Eliashberg theory predicts that (H 2 )B 3 C 3 possesses a T c of 46 K under ambient pressure. These results indicate potential for additional light-element substitutions within the type-VII clathrate framework and suggest the possibility of molecular hydrogen as a new approach to optimizing the electronic structures of this new class of superconducting materials.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».