LaRu$_{3}$Si$_{2}$ 超导相图与电荷有序关联

超导性与电荷有序之间的相互作用是凝聚态研究的核心议题，卡格子晶格系统提供了独特的洞察。卡格子超导体 LaRu$_{3}$Si$_{2}$ ($T_{\rm c}$ ${\simeq}$ 6.5 K) 表现出电荷有序相变的层级结构：主相变 ($T_{\rm co,I}$ ${\simeq}$ 400 K)、次相变 ($T_{\rm co,II}$ ${\simeq}$ 80 K) 以及额外相变 ($T^{*}$ ${\simeq}$ 35 K)。$T_{\rm co,II}$ 和 $T^{*}$ 的相变通过 muon-spin rotation 和 magnetotransport 实验揭示了与电子和磁响应的关联。然而，超导性、电荷有序与电子响应之间的联系仍不清晰。通过在最高达 40 GPa 的压力下采用 magnetotransport 和 X 射线衍射技术，我们观察到 $T_{\rm c}$ 在 2 GPa 时升至 9 K，随后在 12 GPa 以下几乎保持恒定，最终在 40 GPa 时降至 2 K，形成拱形相图。$T_{\rm c}$ 的电阻异常在 $T^{*}$ 以及 magnetoresistance 也表现出类似的拱形压力依赖性。此外，我们发现电荷有序在 12 GPa 以上从长程有序转变为短程有序，与 $T_{\rm c}$ 的抑制相关，表明超导性与电荷有序状态密切相关。具体而言，$T_{\rm c}$ 在电荷有序状态和正常态电子响应优化时达到峰值。与 cuprate、过渡金属硫化物以及其他卡格子材料不同，LaRu$_{3}$Si$_{2}$ 显示出超导性与电荷有序的显著相互依赖性。这一独特行为为理解超导性与电荷有序之间的联系提供了新的视角，为从事超导性理论研究提供了思路。