Propiedades electrónicas y superconductoras del V y Nb bajo presión hidrostática

Abstract

En este trabajo estudiamos el papel que juegan los fonones en el efecto superconductor. Se investigaron las propiedades estructurales, electrónicas, de fonones y propiedades superconductoras para los metales de transición vanadio (V) y niobio (Nb) bajo presión hidrostática hasta 200 GPa. Analizamos las posibles transiciones fase estructural del V y Nb, asumiendo cinco estructuras cristalinas; la estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC), cúbica centrada en las caras (FCC), cúbica simple (SC), hexagonal compacta (HCP) y la estructura A15, para presiones hasta 200 GPa. Los cálculos se realizaron mediante el método de ondas planas aumentadas linealizadas con potencial completo (FLAPW), implementada en el código WIEN2k y ELK. Usamos la aproximación de gradiente generalizado (GGA) para la energía de intercambio-correlación. Los resultados de energía total fueron ajustados a la ecuación de estado de tercer orden de Birch-Murnaghan, mientras que para las propiedades superconductoras se utilizaron las ecuaciones de Eliashberg y para la Tc la ecuación de McMillan-Allen-Dynes. Los resultados indican que no ocurre ninguna transición de fase estructural, entre las estructuras propuestas y que en ambos casos la estructura de mínima energía corresponde a la estructura BCC, con un parámetro de red de α V = 3:00 _A para el V y aNb = 3:31 _A para el Nb. Encontramos que los fonones L, T1 y T2 en el V y Nb, aumentaron en energía con respecto a la presión, sin embargo, en el V la cantidad de fonones T1;2 aumento proporcionalmente con la presión, mientras, en el Nb no hubo cambios significativos. Adicionalmente, el V alcanzó una Tc = 17.58 K en 200 GPa, mientras, en el Nb la Tc se mantuvo disminuyendo en el rango de pequeños valores, con respecto a la presión.