超导氢化钯中高浓度质子形成的新量子态
超导电性
2025-05-06 v1
摘要
氢在材料中表现出量子现象，例如隧穿。根据理论，由于费米面上出现能隙，氢的量子特性在超导体中会发生显著变化，这减弱了氢核（即质子）与传导电子之间的相互作用。据预测，这种减弱会提高质子的隧穿概率。在此，我们报告了通过低温吸收（T < 180 K）制备的高质量氢化钯（PdHx）和氘化钯（PdDx）中电阻率的双重转变。在 T ~ 2 K 时，由于 PdH(D)x 的超导转变，电阻率急剧下降后，仍存在较大的剩余电阻率。此外，在 T = 1 K 以下，电阻率降至零。实验结果表明，超导态中高浓度质子（氘核）的量子隧穿是造成所观察到的特征的原因：剩余电阻率源于质子（氘核）的隧穿运动对超导全局相干性的削弱，而零电阻率则是由质子（氘核）的长程有序化引起的。该系统为研究隧穿粒子的量子多体特性提供了一个新平台。
引用
@article{arxiv.2505.01960,
title = {New quantum state formed by highly concentrated protons in superconducting palladium hydride},
author = {Ryoma Kato and Ten-ichiro Yoshida and Riku Iimori and Tai Zizhou and Masanobu Shiga and Yuji Inagaki and Takashi Kimura and Koichiro Ienaga and Tatsuya Kawae},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01960},
year = {2025}
}