非中心对称超导体 PbTaSe$_2$ 的 $^{181}$Ta 核四极矩共振研究

我们报道了在零磁场下对 PbTaSe$_2$ 进行的纯 $^{181}$Ta 核四极矩共振（NQR）测量，该方法的优点是能够直接探测 TaSe$_2$ 层的本征超导相和电子态。我们观测到了空间群为 $P6$-$m2$ 的本征结构的 $^{181}$Ta-NQR 谱，其与密度泛函理论（DFT）计算结果吻合良好。核自旋弛豫率（$1/T_1$）在远低于 $T_{\rm_c}$ 时呈指数衰减，表明在 Bardeen-Cooper-Schrieffer (BCS) 理论框架下，超导态具有完整能隙。通过 $^{181}$Ta-NQR 获得的能隙大小小于先前报告中的值，这可能意味着主要探测到的是由 Ta-5$d$ 轨道组成的费米面，而该轨道的平均配对相互作用预计弱于 BCS 模型。$T_{\rm_c}$ 以下 $1/T_1$ 的温度依赖性可以通过四极弛豫与磁弛豫机制的叠加，结合理论上提出的 PbTaSe$_2$ 固有的多重费米面超导能隙大小分布来很好地重现。