CuAl2型超导体CoZr2中的反常热膨胀

在本工作中，我们表明CuAl2型超导体CoZr2及合金体系在宽温度范围内表现出反常热膨胀。我们对CoZr2进行了中子粉末衍射与X射线粉末衍射，并观察到显著各向异性热膨胀，在$T = 50-573\ \mathrm{K}$的宽温度范围内$c$轴负热膨胀常数为${\alpha}_c < -15\ {\mu}\mathrm{K}^{-1}$。随温度降低，CoZr2的晶格常数$a$减小，而晶格常数$c$持续增大。由冷却引起的$a$轴/$c$轴的各向异性收缩/膨胀的起源，可用Co-Zr键的微小变化与Zr-Co-Zr角的系统性减小来解释。在合金体系$({\mathrm{Fe}},{\mathrm{Co}},{\mathrm{Ni}}){\mathrm{Zr}}_2$与$({\mathrm{Fe}},{\mathrm{Co}},{\mathrm{Ni}},{\mathrm{Rh}},{\mathrm{Ir}}){\mathrm{Zr}}_2$中观察到类似热膨胀，这表明该现象是TrZr2体系中的共同特征。我们提出，通过优化TrZr2中$a$轴与$c$轴相反的热膨胀，可实现零热膨胀金属。