超纯金属 PtSn₄ 中的本征缺陷不耐受性
材料科学
2025-11-12 v3 强关联电子
摘要
超纯材料作为研究本征物理的模型系统备受珍视。然而，此类原始样品的晶体生长通常需要大量优化。PtSn₄ 是一种天然具有极低晶体缺陷浓度的罕见材料。本文利用电导率测量、计算建模和扫描隧道显微镜成像的组合方法，研究了其低缺陷水平的起源。虽然典型的 PtSn₄ 熔体生长晶体的残余电阻率比（RRR）可超过 1000，但我们证明即使在最极端的形成速度下，RRR 也不可能被抑制到 100 以下。这种对缺陷形成的排斥延伸至 Pt 和 Sn 两个子晶格，它们对导电性质的贡献权重相等。通过扫描隧道显微镜的直接局部成像进一步证实了点缺陷的罕见性，而密度泛函理论计算则展示了形成缺陷的极高能量代价。综合而言，我们的结果确立了 PtSn₄ 作为一种本征缺陷不耐受材料的地位，使其成为研究其他感兴趣性质（包括极端磁阻和拓扑性质）的理想平台。
引用
@article{arxiv.2509.19807,
title = {Intrinsic defect intolerance in the ultra-pure metal PtSn$_4$},
author = {Samikshya Sahu and Dong Chen and Niclas Heinsdorf and Ashley N. Warner and Markus Altthaler and Ashutosh K. Singh and Douglas A. Bonn and Sarah A. Burke and Alannah M. Hallas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.19807},
year = {2025}
}