重电子在TlNi2Se2单晶中多频段的超导现象研究外文翻译资料

重电子在TlNi2Se2单晶中多频段的超导现象研究

摘要：首先我们已经发现TlNi2Se2在T=3.7K的时候存在超导现象，并且似乎涉及到重电子的有效质量为M*=(14—20)Md。从正常态电子的比热和上临界磁场来推断出H_C2(T).我们发现一些零场电子比热的一些数据，C es（T） (0:5 K lt; T lt; 3:7 K)在超导状态可以配备一个两系的BCS模型，表明TlNi2Se2似乎是多波段超导，似乎这这计算的结果与KNi2S2的结构是一致的，同时也发现电子比热系数在混合态r_n（H）呈现H^1/2的行为，认为这是与D波超导体具有同样的特征。TlNi2Se2作为重电子超导的一个D电子系统，可以将氧化物或铁系超导和常规费米子超导之间联系起来。

含Ce、Yb和U等离子的标准费米子化合物经历从高温相的连续过度，其中F电子看起来似乎只是局部的。以一个低温费米子的液体相，其中F电子似乎有着巨大的有效质量M*[1-3],重费米子的液体基态形成不稳定的超导和磁有序状态。这些超导材料似乎都是各向异性的，用能量系与点或线的节点，这表示只与角动量大于零的电子配对（即D波）。人们普遍认为超导电子的配对主要是在磁场波动的条件下形成的。

一种可能存在的电荷顺序，而不是通常的磁顺序，正在接近重费米子状态。在材料KNi2Se2[4]和KNi2S2[5]中，镍离子具有混合化合价的Ni^1.5 ，最近已被证明表现出几个显著的物理性能。在高温下他们都具有高的电阻率和常数磁化率。结构分析显示，他们都至少有三个Ni-Ni组成的亚群结构。当冷却到T-20K，电阻率急剧渐减小，并且系统进入一个连贯重费米子态，质量M*-10md，最终取代超导温度T-1K。有人建议，形成的重费米子在低温下与传导电子在局部发生的反应，相干态与带有电荷的状态相比有所波动，主要镍离子在这个系统中混合价的作用。这就存在一个问题，这个系统中超导是否常规。如标准重费米子是常规的，如镍磷化合物，如LaNiAsO或BaNi2As2或SrNi 2 P 2，因为在空气中不稳定，相对较低的临界温度和肖特基异常对应杂质的比热是少见的，镍硫族化合物超导 KNi 2 Se 2 (T C =0.8 K) 和 KNi 2 S 2 (T C=0.46 K)的多晶硅样品，但也对超导的性质很少报道。

TlNi2Se2晶体中的四方值ThCr2Si2的型结构（空间群I4= MMM），在图中所示。1（a）中，相同的KNI2Se2，铁砷化超导体BaFe_2-times;Co_X作为2[11]，钴基:图。 1（颜色在线）。 （a）晶体化学计量TlNi2硒2的结构与四方值THcr2Si2类型。 （b）图片TlNi2Se2结晶的（被切断之前）和TlNi2Se2晶体。 （c）TlNi2Se2的单结晶的XRD图与通过研磨TlNi2Se2的结晶得到（d）X射线衍射粉末的图案。其Rietveld精修示出由实线超导体LACO 2，B 2 [12]，以及在第一重费密子超导体中央控制器2的Si 2 [13]。它可以被看作是一个模拟的最近我们发现了铁 - 硫族化物超导体，即TlFe _xSe2化合物与铁空位[14,15]。该TlNi 2 2硒化合物是保利顺磁性金属，通过纽马克[16]，都不遵守上述2 K.任何超导转变公布.首先,我们成功地成长了TlNi 2Se2单晶和复查其结构和物理性质。超导观察TlNi 2Se2在TC = 3.7 K和似乎涉及重型电子与有效质量m=14-20THORN;mB。

我们发现，零场电子比热数据 Cec(T), (0.5Klt;Tlt;T_C).在超导状态可通过一个两间隙来适应BCS模型，表明TlNi2Se2是多波段超导体.同时也发现，在混合状态下的电子比热系数.磁化率呈现出磁场强度二分之一次方的行为，一度被认为作为d波超导体的一个共同特征。虽然我们不能得出这样的结论超导序参量是S波或D波基于这些结果，TlNi2Se2超导作为d电子系统重电子超导，似乎是铁基和标准重费密子超导体之间的桥梁。

TlNi2Se2单晶的生长用自助熔剂法。将样品原料混合好之后,放入氧化铝烧结炉 ,加热.保持恒温950℃12小时，然后在意6℃/小时的速度将至700℃，然后再自然冷却。在实验的每一步中我们都精心管理，因为实验中用到的Tl是剧毒物。单晶的尺寸为2times;2times;0.2mm^3，可以很好的用磁通机械分离。能量色散X射线衍射仪是用来测定化合物的组成和化学计量TlNi2Se2的证实，这是与铁硫属化物化合物的类似物，如 TlFe x Se 2 化合物，其中Fe的空缺始终都存在。其中原子化合价表现为Ni离子为 1.5，而Tl表现为 1价。射线衍射（XRD）图案[参照图图1（d）]在室温研磨创建的TlNi2Se2粉末的温度晶体片证实其ThCr2Si2型结构，其Rietveld精修（加权曲线因子R _WPfrac14;=9.53％，和拟合优度的X =2。671）给出晶格参数a =3.8700A,c=13.435A.和一个不存在现有在每个站点的空缺的证据。电阻率，无论是在平面AB的电阻率还是垂直方向C的电阻率，还有比热、以及磁化率。从 0.5和300K时的测量是采用量子设计磁性能测量系统或物理性质做测量系统。

通过对TlNi2Se2的物理性质的研究得出上图的结果。）温度都在-和外的平面电阻率的依赖性，平面AB和平面C的电阻率（1）为2 TlNi硒2温度依赖性单晶。（2）温度的正常状态磁化率，在磁场平行于ab平面的。（3）比热除以温度, C/T正比于T²根据0,1，和6科技领域测量。（i)?电阻率AB和电阻率C接近 超导转变。（ii)磁化率附近的超导转变在5奥斯特磁场平行于ab平面测量（用于最小化的去磁系数）与两个零场冷却（ZFC）和场冷却（FC）的过程中.（ⅲ）电阻率AB在低于20K的下磁场强度从0测量和1 T，实线表示使用费米 - 液行为的嵌合线。边界（i）中，突然为零之前显示在正常状态下的金属的行为，当超导发生在Tc=3.7 K，这也证实了一大抗磁信号[见插图图 2]和一在T_C比热跳跃，如图。图2（c）。首先，我们将讨论在正常状态下的电阻率。AB的电阻率和电阻率C分别为 68.69和108.1微欧厘米。比值为1.57，这表明在TlNi2硒2的各向异性是相当小的，虽然该化合物具有层状结构。以确定在低温下的电阻率AB行为，我们测量电阻率AB以各种高于上临界磁场的磁场。人们发现，在不改变测量磁感应强度在 1到6时发生，这表明在正常状态下无磁阻响应。此外，我们发现，在低于25 K 时电阻率AB的数据正常状态下可以通过得到很好的说明费米液体行为。值得注意的是，在任一电阻率AB没有不连续变化或电阻率C观察到. 发生两个同构BANi2As2[17]和SrNi2P2[9]化合物中，对应于从四方在较高温度下在较低温度下的结构转变。该粉末X射线衍射的结果显示结构转变发生在低于300 K.的TlNi2Se2化合物的温度也提供了证据。

现在，我们讨论了正常的状态比热C(T)在磁场测定uH=6T，如图2（c）.在C(T)/T-T²低于4K的显示明显的非线性行为，类似于在所观察KNi2S2[4]。因此，我们将用C（T）和，这将产生和,德拜温度估计为175 K。在正常状态下的电子比热系数值对应于一个质量增强的M* / Mb= 14（假设1.5载波/ Ni和球形费米面）。这个值是可比较的，以该同构KNI2Se2超导体（44毫焦耳= molK2）[4]和P波超导体Sr2RuO4（40毫焦耳= molK2）[18]，但大于在镍砷化物超导体,如和。而这是很相似的标准重费密子超导体，如.表明在TlNi2Se2 电子相关性比Ni基强砷化超导体，但比在标准重费密子超导体弱得多。伍兹比，涉及电子比热温度系数在，而通常是为标准重费米子体系[19,20]。对于TlNi2Se2，我们计算，其中标识与重链TlNi2Se2的金属特性费米子的行为.和 Takayama等人做了讨论，[21]为新的强耦合超导体的SrPr 3 P，我们分析了正常状态磁化率的，图2（b）中，在磁场的1 T为TlNi2 Se2晶体进行测量。其中芯是包括一个与温度无关的贡献泡利顺磁性 (）。可能从磁性杂质[如上所示的嵌合红线图（二）对应于的杂质。除了居里 - 外斯状贡献，我们估计独立于温度磁化率为。我们注意到，威尔逊比R_W的价值可能会比上述估计没有减去Vleck的顺磁性的贡献值。

然后，我们讨论了电子比热TlNi2Se2晶体的超导状态,幸运的是，没有任何异常肖特基在C（T）测量，至少在，观察到TlNi2Se2单晶，在图中所示。图2（c），这使我们能够对在超导，荷兰国际集团国家的比热的数据进行分析。基于正常状态比热C_N和上述获得在超导状态下的零场电子比热的Ces估计所示图。 V，其中C _latt是通过安装在6 T.测得C数据的定义。起初，我们尝试在低温下使用，以适应了Ces数据一个缺口BCS模型，

外文文献出处：物理评论快报，周末2013年11月15日

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