超导性在高压四方相 UTe2 中的表现

在压力高达约16 GPa的条件下,研究人员对UTe₂进行了电输运和磁性测量,以确定高压四方相中超导转变温度Tc随压力变化的相图。超导性出现在约5 GPa附近,与正交相到四方相的转变点一致;在四方相中,Tc在6 GPa时达到约4 K的最大值,随后随压力增加而下降,并似乎在约18 GPa处消失。四方相UTe₂在5.3 GPa下具有相对较小的上临界场Hc₂(0) ≈ 1.2 T,低于泡利顺磁极限,且受轨道限制,相干长度ξtetra ≈ 16.5 nm。这个较小的Hc₂(0)值更倾向于常规超导性;相比之下,正交相UTe₂在所有三个晶体方向上的Hc₂(T)的大数值均超过泡利顺磁极限,这被归因于非常规超导性,并普遍被认为涉及自旋三重态配对。UTe₂的温度-压力相图呈现出显著的二分性:正交相中存在一个狭窄、脆弱的非常规超导区域,而四方相中则有一个广阔、稳健且更偏向常规的超导穹顶。这一二分性与以下观点一致:在正交相中存在(而在四方相中缺失)的U二聚体可能对正交相UTe₂的自旋三重态超导性发挥作用。在四方相中,正常态电阻率ρ(T)呈现金属性行为,并在200至240 K之间出现一个弱依赖于压力的拐点,该拐点很可能标志着与超导共存的磁有序相转变的开始。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-05 23:24

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