Cs$_{3}$C$_{60}$中莫特转变附近超导能隙变化的 NMR 研究

此前对\textit{A}$_{3}$C$_{60}$化合物（其中\textit{A}为碱金属）中超导性的广泛研究导致人们认为 Bardeen Cooper Schrieffer (BCS) 电子 - 声子配对在这些化合物中占主导地位，尽管电子库仑排斥的影响一直存在很大争议。两种同分异构富勒烯化合物 Cs$_{3}$C$_{60}$的发现清楚地重新开启了这一问题，它们在压力作用下表现出从莫特绝缘体 (MI) 到超导 (SC) 态的转变。利用压力 ($p$) 作为控制 C$_{60}$球晶格间距的单一参数，现在可以研究当电子关联增强至莫特转变的临界压力 $p_{c}$时，超导性质的渐进演化。我们在立方相 A15-Cs$_{3}$C$_{60}$上使用了$^{13}$C 和$^{133}$Cs NMR 测量，条件为略高于$p_{c}=5.0(3)$ kbar，此时超导转变温度$T_{c}$随晶胞体积减小而呈现穹顶状变化。根据$T_{c}$以下核自旋晶格弛豫率$(T_{1})^{-1}$的温度依赖性，我们确定了超导态中的电子激发，即$2\Delta$，也就是超导能隙值。我们发现随着$p$减小趋近$p_{c}$，$2\Delta$增大，而在超导穹顶上$T_{c}$减小，因此$2\Delta /k_{B}T_{c}$在接近莫特转变时规律性地增加。这些结果提供了明确证据，表明莫特转变附近增强的关联对超导性并无显著不利影响。相反，它们表明排斥性电子相互作用甚至可能增强电子 - 声子超导性，从而部分导致了较大的$T_{c}$值，正如将电子关联作为关键要素的理论模型所提出的那样。