•R. Heid, K.-P. Bohnen und B. Renker
Forschungszentrum Karlsruhe, Institut für Festkörperphysik,
Postfach 3640, D-76021 Karlsruhe
Die Entdeckung der Supraleitung in MgB2 mit einem hohen T c » 39K überraschte angesichts der Einfachheit der Gitterstruktur und der in der Klasse der Diboride bisher beobachteten kleinen bis fehlenden Übergangstemperaturen. Es stellt sich deshalb die Frage, ob die Supraleitung in MgB2 noch im Rahmen der klassischen Theorie der Elektron-Phonon-Kopplung beschreibbar ist.
Wir präsentieren hier eine first principles Untersuchung
der Gitterdynamik und Elektron-Phonon-Kopplung in MgB2 und verwandten
Diboriden im Rahmen einer Mixed-Basis-Pseudopotentialmethode auf der Basis
der Dichtefunktionaltheorie [1]. Vollständige Phononenspektren und
Eliashberg-Funktionen a2F für
MgB2, für isostrukturelle Diboride und für das Mischsystem
Mg1-xAlxB2 werden diskutiert. Bei diesen
Vergleichen erweist sich die Besonderheit von MgB2 in einer
ungewöhnlich starken Kopplung von in-plane B-Schwingungen an
nicht vollständig gefüllten B-B-s-Elektronenbänder,
verknüpft mit einer sigifikanten Frequenzabsenkung (Renormierung)
dieser Moden. Das hohe Tc kann durch Kombination dieser spezifischen
Kopplung mit hohen mittleren Frequenzen der B-Schwingungen erklärt
werden. Die theoretischen Ergebnisse werden von Neutronenstreumessungen
der Phononenzustandsdichte sowie Raman-Messungen bestätigt.
[1] K.-P. Bohnen, R. Heid, B. Renker, Phys. Rev. Lett. 86, 5771 (2001)