Wyszukiwarka
Unraveling the role of boron dimers in the electrical anisotropy and superconductivity in boron-doped diamond
Abstrakt
We use quantum mechanics (QM) to determine the states formed by B dopants in diamond. We find that isolated B sites prefer to form BB dimers and that the dimers pair up to form tetramers (BBCBB) that prefer to aggregate parallel to the (111) surface in the <110> direction, one double layer below the H-terminated surface double layer. These tetramers lead to metallic character (Mott metal Insulator Transition) with holes in the valence band near the point and electrons in the BBCBB tetramer promoted band along the X direction. Our experiments find very significant anisotropy in the superconductivity for boron-doped diamond thin films prepared with Microwave Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition using deuterium-rich plasma. This leads to much higher conductivity in the X direction than the Y direction, as predicted by the QM. This phase transition to the anomalous phase is linked with the emergence of boson quantum entanglement states behaving as a bosonic insulating state. These anisotropic superconducting properties of the diamond film might enable applications such as single-photon detectors. We expect that this formation of a dirty superconductivity state is related to the BBCBB tetramers found in our QM calculations.
Cytowania
-
0
CrossRef
-
0
Web of Science
-
0
Scopus
Autorzy (11)
-
Soonho Kwon
-
Paweł P. Michałowski
-
Bogdan Rutkowski
-
Dongying Wang
-
Xinwei Li
-
Marc Bockrath
-
William A. Goddard III prof
Cytuj jako
Pełna treść
pełna treść publikacji nie jest dostępna w portalu
Słowa kluczowe
Informacje szczegółowe
- Kategoria:
- Publikacja w czasopiśmie
- Typ:
- artykuły w czasopismach
- Opublikowano w:
-
CARBON
nr 228,
ISSN: 0008-6223 - Język:
- angielski
- Rok wydania:
- 2024
- Opis bibliograficzny:
- Sobaszek M., Kwon S., Klimczuk T., Michałowski P. P., Ryl J., Rutkowski B., Wang D., Li X., Bockrath M., Bogdanowicz R., Goddard III W. A.: Unraveling the role of boron dimers in the electrical anisotropy and superconductivity in boron-doped diamond// CARBON -Vol. 228, (2024), s.119337-
- DOI:
- Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1016/j.carbon.2024.119337
- Źródła finansowania:
-
- COST_FREE
- Weryfikacja:
- Politechnika Gdańska
wyświetlono 12 razy
Publikacje, które mogą cię zainteresować
Charge density wave and crystalline electric field effects in TmNiC2
- M. Roman,
- M. Fritthum,
- B. Stöger
- + 2 autorów
Effect of Cr and Mn doping on ferroelectric and dielectric properties of Li1.72Na0.28Ge4O9 single crystals
- A. Jasik,
- S. Kaczmarek,
- K. Matyjasek
- + 1 autorów