极端条件下共价铋二氢化物 BiH$_2$ 的软超导性

强磁场为探索超导材料基本性质提供了独特环境，尤其是对于具有大上临界场的氢化物超导体而言。ollowing this idea, 我们研究了脉冲磁场对共价铋二氢化物（BiH$_2$）的影响，该物质在压力下最高合成至 211 GPa。电阻测量表明，超导相 $P2_1/m$-BiH$_2$ 具有最高的超导临界温度（$T_c$）为 70 K，仅次于 H$_2$S。在 $P2_1/m$-和 $C2/m$-BiH$_2$ 上进行的电气传输实验，在脉冲（最高至 50 T）和稳态磁场（最高至 16 T）下表明，上临界场 $\mu_0 H_{c2}(0)$ = 12--16 T 异常较低，远低于类似 $T_c$ 的 clathrate 结构金属多氢化物。这由于 BiH$_2$ 中费米速度异常高，约为 $1.1 \times 10^6$ m/s，使其可归类为具有相对弱涡旋锁定的“软”分子超导体。在脉冲模式下测量电流-电压特性，使我们能够实验性地建立临界电流密度（$J_c(0)$ 最高为 10 kA/mm$^2$）的温度依赖性，这表明在 172--176 GPa 处的 BiH$_2$ 存在两个 s 波超导间隙：$\Delta_L(0) = 6.9 \pm 1.2$ meV 和 $\Delta_S(0) \sim 1.5$ meV。