间隙碳掺杂 Zr5Pt3 中的全带隙超导态

我们报道了对 Zr$_5$Pt$_3$C$_x$ 超导体的综合研究,其间隙碳含量介于 0 和 0.3 之间。在宏观层面,通过电阻、磁化率和比热测量研究了其超导性,超导临界温度 $T_c$ 在 4.5 至 6.3 K 之间。上限临界场 $\mu_0H_\mathrm{c2}$ $\sim$ 7 T 主要由外加磁场中的电阻测量确定。微观电子性质通过 μ 子自旋旋转与弛豫($\mu$SR)和核磁共振(NMR)技术研究。在正态下,NMR 弛豫数据表明近乎理想的金属行为,能带结构计算证实了这一点,其表明费米能级处存在相对较高的电子态密度,主要由 Zr 4$d$ 轨道主导。通过横向场 $\mu$SR 获得的低温超流密度表明 Zr$_5$Pt$_3$ 和 Zr$_5$Pt$_3$C$_{0.3}$ 中为全带隙超导态,其零温能隙 $\Delta_0$ 分别为 1.20 和 0.60 meV,磁穿透深度 $\lambda_0$ 分别为 333 和 493 nm。$T_c$ 以下 NMR 弛豫率的指数依赖进一步支持了无节点超导。由零场 $\mu$SR 测量确定的在超导起始温度以下无自发磁场,证实了 Zr$_5$Pt$_3$C$_x$ 超导态中时间反演对称性得以保持。与先前研究相反,我们的 $\mu$SR 和 NMR 结果表明 Zr$_5$Pt$_3$C$_x$ 家族中具有常规超导性,且与 C 含量无关。