压力诱导的激子形成与 Sperrylite 铂基矿物中的超导性

我们报告了对 Sperrylite (PtAs2)——自然矿物中主要的铂来源——在应用压力至 150 GPa 下进行的全面研究。虽然从压力依赖的 X 射线测量中未检测到结构相变，但单位胞体积随压力单调收缩，遵循三阶 Birch-Murnaghan 状态方程。纯合成晶体在环境压力下的轻微半导体行为随应用压力增大而更绝缘，随后在更高压力下金属化，表现为在 92 GPa 以上压力下近 3 K 时电阻出现 abrupt 下降，符合超导相开启的特征。电子能带结构的压力演化与我们的输运测量呈相同物理趋势，由一个在压力下被推入费米能以下的空穴带和一个趋近费米能的电子带引起，这两个带最终在相遇点达到，提示出现激子态。电子结构的拓扑 Lifshitz 相变以及密度状态的增加，可能自然解释了该物质超导性的开启。