V-Nb-Mo-Al-Ga 高熵合金中的多晶型与超导性

高熵合金（HEAs）因其多样的性质（包括超导性与结构多晶型）而成为当前研究焦点。然而，多晶型转变仅在非超导 HEAs 中观察到，且大多在高压下发生。本文报道在 (V$_{0.5}$Nb$_{0.5}$)$_{3-x}$Mo$_{x}$Al$_{0.5}$Ga$_{0.5}$（0.2 $\leq$ $x$ $\leq$ 1.4）HEAs 中发现超导性及温度驱动的多晶型。研究发现，铸态 HEA 在 $x$ = 0.2 时为单一体心立方（bcc）结构，而在更高 $x$ 值下为 bcc 与 A15 结构的混合物。退火后，bcc 结构发生向 A15 的多晶型转变，所有 HEAs 均呈现体超导性。对于 $x$ = 0.2，bcc 多晶型在降至 1.8 K 仍不超导，而 A15 多晶型具有 10.2 K 的超导转变温度 $T_{\rm c}$ 及估计的零温上限临界场 $B_{\rm c2}$(0) 为 20.1 T，二者均为 HEA 超导体中的最高值。随着 Mo 含量 $x$ 增加，A15 型 HEAs 的 $T_{\rm c}$ 与 $B_{\rm c2}$(0) 均下降，但较大的 $B_{\rm c2}$(0)/$T_{\rm c}$ 比值表明在上宽 $x$ 范围内无序诱导增强了上限临界场。 $T_{\rm c}$ 的下降归因于电子比热系数与电声耦合强度的同时减小。此外，$T_{\rm c}$ 的价电子数依赖关系不同于二元 A15 及其他结构不同的 HEA 超导体，表明可通过减少价电子数进一步提高 $T_{\rm c}$。我们的结果不仅揭示了新型结构类型的 HEA 超导体，也提供了 HEAs 中多晶型依赖超导性的首个例证。