Sr_{1-x}Pr_{x}FBiS_{2} 中的超导性、电子相图与压力效应

基于 X 射线衍射、电输运、磁化率、比热和压效测量的综合手段，我们报道了一系列基于 BiS$_{2}$ 的 Sr$_{1-x}$Pr$_{x}$FBiS$_{2}$ 超导体，在常压下 $x = 0.5$ 时具有 2.7 K 的最高 $T_c$。超导性仅在 0.4 $\leq$ x $\leq$ 0.7 时观察到，而正常态电阻呈现类半导体行为。$\chi(T)$ 显示出低的超导屏蔽体积分数，且 $C(T)$ 在 $T_c$ 附近未表现出可分辨的异常，表明 Pr 掺杂多晶样品中存在丝状超导性。通过改变掺杂浓度，可由此建立电子相图。对最优掺杂 Sr$_{0.5}$Pr$_{0.5}$FBiS$_{2}$ 体系施加压力时，$T_c$ 突增，在临界压力 $P_c = 1.5$ GPa 处达到 8.5 K，并维持轻微增长至 2.5 GPa 下的 9.7 K。随着超导性从低 $T_c$ 相增强至高 $T_c$ 相，正常态在压力下经历半导体到金属的过渡。该情形可与 Bi-6p 和 S-p 的轨道重叠增强相联系，从而有助于 $P_c$ 以上的体超导性。同时也获得了 Sr$_{0.5}$Pr$_{0.5}$FBiS$_{2}$ 的相图。