CoZr2 超导体中压力诱导的体积负热膨胀
材料科学
2024-03-20 v2 超导电性
摘要
我们研究了 CuAl2 型（四方）超导体 CoZr2 在高压下的热膨胀与超导性质。我们在 2.9 GPa < P < 10.4 GPa 压力范围内进行了高压同步辐射 X 射线衍射，发现 CoZr2 在高压下表现出体积负热膨胀。尽管在常压下观察到沿 a 轴的单轴正热膨胀（PTE），但其被压力抑制，而沿 c 轴的大单轴负热膨胀（NTE）在压力区间内得以保持。由于被抑制的沿 a 轴单轴 PTE 与沿 c 轴单轴 NTE 的共同作用，CoZr2 在高压下实现了体积负热膨胀。体积 NTE 的机制可能基于由软 Co-Co 键导致的柔性晶体结构，正如在同结构化合物 FeZr2 中所见，其沿 c 轴表现出单轴 NTE。我们还对 CoZr2 进行了高压电阻测量，以确认在 0.03 GPa < P < 41.9 GPa 考察压力区间内超导电性的存在。我们确认在所有压力下均存在超导电性，并观察到超导转变温度呈穹顶状的压力依赖关系。由于 CoZr2 在高压下两种现象（即体积 NTE 与超导电性）共存，根据我们目前的观测，通过调节化学成分有望在常压下实现这种共存。
引用
@article{arxiv.2310.14254,
title = {Pressure-induced volumetric negative thermal expansion in CoZr2 superconductor},
author = {Yuto Watanabe and Hiroto Arima and Saori Kawaguchi-Imada and Hirokazu Kadobayashi and Kenta Oka and Hidetomo Usui and Ryo Matsumoto and Yoshihiko Takano and Takeshi Kawahata and Chizuru Kawashima and Hiroki Takahashi and Aichi Yamashita and Yoshikazu Mizuguchi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.14254},
year = {2024}
}
备注
22 pages, 7 figures, supporting information