Riassunto analitico
La superconduttività in Disolfuro di Molibdeno (MoS2) drogato n è fortemente dipendente dal numero di strati, come stabilito in studi precedenti. Una caratteristica sorprendente, osservata sperimentalmente, è l'improvviso aumento della temperatura critica quando si passa da una configurazione monostrato a una configurazione a due strati, un fenomeno comune anche in vari dicalcogenuri di metalli di transizione. Si ipotizza che l'influenza di valli specifiche, chiamate valli o pocket "Q", nella zona di Brillouin, aumenti ulteriormente la superconduttività. Questo studio mira a indagare gli effetti dell'interazione di Coulomb sulle proprietà superconduttive quando uno strato aggiuntivo viene introdotto su un singolo strato di disolfuro di molibdeno. L'obiettivo centrale è calcolare lo pseudopotenziale di Tolmachev-Morel-Anderson, μ*, nel tentativo di derivare un parametro multi-valle e valutare il contributo delle valli Q. Inoltre, gli spettri EELS vengono tracciati per avere un'idea della superconduttività plasmonica. Per ottenere ciò, l'interazione di Coulomb a lungo raggio viene calcolata dai principi primi per il monolayer e il bilayer di bisolfuro di molibdeno a vari livelli di drogaggio. In particolare, i calcoli della Teoria del Funzionale Densità sono condotti in combinazione con la "constrained Random Phase Approximation" ed estesi con l'inclusione dei contributi di interazione di Coulomb, attraverso un trattamento adeguato dei canali di screening.
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Abstract
Superconductivity in n-doped molybdenum disulfide is heavily dependent to the number of layers, as established in previous studies. A striking feature, observed experimentally, is the sudden enhancement of critical temperature when transitioning from a monolayer to a bilayer configuration, a phenomenon also common in various other transition metal dichalcogenides. The influence of specific Fermi surface pockets, termed pockets, in the Brillouin zone, is conjectured to further enhance superconductivity.
This study aims to investigate the effects of Coulomb interaction on superconducting properties when an additional layer is introduced to a single layer of molybdenum disulfide. The central objective is to calculate the Tolmachev-Morel-Anderson pseudopotential μ*, in an endeavor to derive a multi-valley parameter and assess the contribution of the Q pockets. Furthermore, EELS spectra are calculated and analyzed to get an insight on plasmonic properties, which might affect superconductivity.
To accomplish this, the long-range Coulomb interaction is calculated from first principles for monolayer and bilayer molybdenum disulfide at varied doping levels. Specifically, Density Functional Theory calculations are conducted in combination with constrained Random Phase Approximation calculations and extended to estimate the Coulomb interaction contribution to superconductivity, via a consistent treatment of the screening channels.
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