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MnB$_4$ 受压后超导性最高可达 14.2 K

超导电性 2025-02-17 v1 材料科学

摘要

发现 3d 过渡金属化合物中具有强磁性的超导性是一大有趣但罕见的成果。尤其是以 Mn 为主的化合物,仅极少数材料表现出超导性。本文报道了在一种 Mn 基材料 MnB4_4 中发现超导性,最高可达 14.2 K。通过施加高压,我们发现弱绝缘行为持续抑制,约在 30 GPa 时出现超导性。随着压力进一步增大,TcT_\text{c} 逐渐提升,至 150 GPa 时达到最高值约 14.2 K,正常态表现出费米液行为。同步 X 射线衍射数据揭示晶格结构保持未改变的单斜 (空间群:P21/cP2_1/c) 对称性,但出现 bbcc 参数异常的交叉。基于电子-声子耦合模型的理论计算显示该材料的 TcT_\text{c} 极低(小于 1 K),表明其超导配对机制超出巴登-库珀-施莱夫 (BCS) 理论。我们的发现表明,结合 3d 过渡金属磁性元素和轻元素是探索高 TcT_\text{c} 超导性的一条有前景的途径。

关键词

引用

@article{arxiv.2407.06061,
  title  = {Superconductivity up to 14.2 K in MnB$_4$ under pressure},
  author = {Zhe-Ning Xiang and Ying-Jie Zhang and Qing Lu and Qing Li and Yiwen Li and Tianheng Huang and Yijie Zhu and Yongze Ye and Jian Sun and Hai-Hu Wen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2407.06061},
  year   = {2025}
}

备注

36 pages total; 24 pages of main text with 5 figures, 12 pages of supplement with 1 table and 8 figures