Robust surface superconductivity induced by hexagonal diamond motif stabilized on cubic diamond (111) surface
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Le résumé fourni par la source
Surface superconductivity is of scientific interest and technological significance. However, materials exhibiting robust surface superconductivity while preserving structurally stable bulk phases remain scarce. Here, we report an eclipsed configuration on the (111) surface of cubic diamond (ECDS), which resembles a hexagonal diamond motif and is stabilized by a periodic arrangement of boron and carbon atoms on the surface. First-principles calculations reveal that this structure is significantly more stable than the conventional staggered cubic diamond surface (SCDS). The enhanced stability is associated with hyperconjugation effects, resulting from wave-function overlap between surface C--B antibonding orbitals and subsurface C--C bonding orbitals. ECDS exhibits metallic behavior characterized by a two-dimensional hole band derived from the ${p}_{x}$ and ${p}_{y}$ orbitals of surface C and B atoms. Remarkably, it supports strong surface superconductivity with a transition temperature of 40.4 K, driven by the coupling between in-plane electronic states and out-of-plane vibrational modes of C--B bonds at the surface. These findings highlight the potential of chemically engineered diamond surfaces as a platform for achieving surface superconductivity, with promising applications in advanced materials.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Robust surface superconductivity induced by hexagonal diamond motif stabilized on cubic diamond (111) surface
- Date Crossref
- 01/12/2025
- Éditeur
- American Physical Society (APS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Yanshan University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Jiangsu Normal University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Northeast Normal University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Yanshan University, Jiangsu Normal University et Northeast Normal University.
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