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有前途的材料显示了非常规超导性的新证据

近年来,寻找非平凡的拓扑材料已成为凝聚态物理的热门话题。自Hor等人于2010年首次报道在掺杂Cu的拓扑材料Bi 2 Se 3中发现超导以来,由于其独特的物理性质和晶体结构,Cu x Bi 2 Se 3已成为最有前途的拓扑超导体材料之一。 。但是,Cu x Bi 2 Se 3中的超导转变温度Tc高达3.8 K对于低载流子密度的半导体来说,它是意外地“高”的。迄今为止,尽管进行了近十年的广泛研究,这种异常增强的Tc现象的机制仍不清楚。

在中国科学院上海光学精密机械研究所的最新工作中,通过改进的Bridgman方法生长了高质量的Cu x Bi 2 Se 3单晶。x = 0.09的初生晶体的Tc可以达到4.18 K,这是迄今为止Cu x Bi 2 Se 3报道中最高的。

对Cu 0.09 Bi 2 Se 3单晶的磁化率,临界场和电输运进行了系统研究,以探索异常增强的Tc及其超导性能。

有趣的是,在96 K处观察到磁化率与温度之间的新颖纽结,这表明电荷密度异常,可能是电荷密度波(CDW)跃迁。

低温下的磁电迁移分析产生了高的Kadowaki-Woods比,这可以通过电荷密度的不稳定性和/或强的电子各向异性来增强。

根据较低的临界场测量结果,发现能隙比Δ0/ kBTC明显大于标准BCS值1.764,这表明Cu 0.09 Bi 2 Se 3是强耦合超导体。Tc / TF2D和Tc /λ-2(0)的比值根据Uemura的制度落入非常规超导体区域,支持了Cu x Bi 2 Se 3中的非常规超导机制。

他们的研究表明,Cu x Bi 2 Se 3中的高Tc 是由于费米能量处的态密度增加以及电荷密度不稳定性引起的强电子-声子相互作用而产生的。

结果表明,可以通过选通技术或高压技术进一步实现Cu x Bi 2 Se 3中更高的Tc ,这在硒化铁超导体中已经实现。

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