Sb-NQR 探测 Pr 基填满壳聚合物化合物 PrRu4Sb12 中的超导性质

我们通过对 PrRu$_4$Sb$_{12}$（$T_c = 1.3$ K）中 Sb 原子核的 quadrupole-resonance（NQR）频率 $\nu_Q$ 和核自旋浸缩时间 $T_1$ 的测量，报告了该 Pr 基填满壳超导体的电子和超导性质。$\nu_Q$ 的温度依赖性揭示了 Pr$^{3+}$ 晶体电场（CEF）的能级结构，与在基态与第一激发态之间约 70 K 的能级分离结果一致。在正常态中，Korringa 关系 $(1/T_1T)_{Pr}$=常数成立，其中 $[(1/T_{1}T)_{Pr}/(1/T_{1}T)_{La}]^{1/2} \sim 1.44$，其中 $(1/T_1T)_{La}$ 为 LaRu$_4$Sb$_{12}$。这些结果可理解为在 Pr-$4f^2$ 态在低温下既不具有磁性也不具有四极性自由度的常规费米液体图景。在超导态下，$1/T_1$ 在 $T_c$ 以下出现明显的相干峰，随后以指数衰减，$2\Delta/k_{B}T_{c} = 3.1$。这些结果表明 PrRu$_4$Sb$_{12}$ 是典型的弱耦合 s 型超导体，与在非常规强耦合 regime 下的重费米子超导体 PrOs$_4$Sb$_{12}$ 形成鲜明对比。对 PrRu$_4$Sb$_{12}$ 的研究突显了 Pr-$4f^2$ 派生的非磁性双重态在 PrOs$_4$Sb$_{12}$ 中非常规电子和超导性质中所扮演的关键作用。