拓扑半金属Mo5Si3中磷掺杂诱导Tc～10.8 K的强耦合超导电性(英文)

作者：阮彬彬^*; 孙俊男; 陈银; 杨清松; 赵康; 周孟虎; 谷亚东; 马明伟; 陈根富; 单磊^*; 任治安^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(11): 3125-3133.

通过对拓扑半金属Mo5Si3的硅位进行磷掺杂,我们发现了Mo5Si3-xPx(0.5≤x≤2.0)中强耦合的超导电性.W5Si3结构的Mo5Si3本身并不具有超导性,随着磷掺杂的增加,其晶格常数a单调减小,而c单调增加.在Mo5Si3-xPx(0.5≤x≤2.0)中,电阻、磁化率和比热测量揭示了其中的体超导特性.Mo5Si1.5P1.5的超导转变温度(Tc)高达10.8K,创造了W5Si3结构超导体的Tc纪录,其上下临界场分别为14.56 T和105 mT,且是一个具有强电子-声子耦合的全能隙超导体.第一性原理计算表明,强的电子-声子耦合可能来自于掺磷所引起的费米面的移动,同时也揭示了Mo5Si3非平庸的能带拓扑性质.Mo5Si3-xPx超导体的Tc和上临界场在准二元化合物中相当高,超过了NbTi超导体,具有潜在的应用价值.本文的结果表明W5Si3型结构中可能存在更多的新型超导体,对该体系的研究将有助于拓扑超导体的发现.

• 单位
  中国科学院大学; 北京科技大学; 安徽大学