Ca$_3$Rh$_4$Sn$_{13}$ 中掺杂与超导性对原子尺度无序的有效增强

对电子结构、热力学与电输运性质的全面研究揭示了，在掺 La (Ca$_{3-x}$La$_x$Rh$_4$Sn$_{13}$) 或 Ce (Ca$_{3-x}$Ce$_x$Rh$_4$Sn$_{13}$) 的 Ca$_3$Rh$_4$Sn$_{13}$ 中，由于结构无序存在不均匀超导性，其超导临界温度 $T_c^{\star}$ 高于母化合物中观测到的 $T_c$。$T-x$ 相图与熵 $S(x)_T$ 等温线清楚地记录了原子无序程度与{\it 高温} $T_c^{\star}$ 和 $T_c$ 体相分离之间的关系。在这些平均自由程远小于相干长度的脏超导体中，Werthamer-Helfand-Hohenber 理论模型不能很好地拟合 $H_{c2}(T)$ 数据。我们建议这可能源于两带超导或这些系统中强不均匀性的存在。多带模型很好地描述了 $H-T$ 依赖关系，但本结果及我们此前的研究为基于超导态纳米尺度不均匀性存在的情景提供了论据。我们也重新审视了 $T^{\star}\sim 130-170$ K 处结构相变的性质，并记录可能存在另一更高温度的前驱相变。还讨论了磁性 Ce-Ce 关联相对于 Ca$_{3-x}$La$_x$Rh$_4$Sn$_{13}$ 临界温度对 $T_c$ 提升的影响。