[論文レビュー] Observation of unconventional superconductivity in new layered superconductor Ta4Pd3Te16

Jian Pan, Wen‐He Jiao+7 more|arXiv (Cornell University)|Apr 1, 2014

Iron-based superconductors research被引用数 1

ひとこと要約

本研究は、遷移温度が約4.3 Kである層状三元telluride化合物Ta₄Pd₃Te₁₆における非単純超伝導の証拠を提供する。熱伝導度の測定から、残留線形項と強い磁場依存性が観測され、超伝導ギャップにノードが存在することを示唆している。一方、圧力下での抵抗率の測定から超伝導ドームが観察され、電荷密度波不安定性に近接している可能性を示している。

ABSTRACT

We measured the low-temperature thermal conductivity of a new layered superconductor with quasi-one-dimensional characteristics, the ternary telluride Ta$_4$Pd$_3$Te$_{16}$ with transition temperature $T_c \approx$ 4.3 K. The significant residual linear term of thermal conductivity in zero magnetic field and its rapid field dependence provide evidences for nodes in the superconducting gap. By measuring resistivity under pressures, we reveal a superconducting dome in the temperature-pressure phase diagram. The existence of gap nodes and superconducting dome suggests unconventional superconductivity in Ta$_4$Pd$_3$Te$_{16}$, which may relate to a charge-density wave instability in this low-dimensional compound.

研究の動機と目的

• 遷移温度Tc ≈ 4.3 Kを示す新規層状超伝導体Ta₄Pd₃Te₁₆における超伝導ギャップ構造の調査。
• ギャップノードの存在を調べることにより、Ta₄Pd₃Te₁₆における超伝導が非単純的であるかどうかを特定すること。
• 超伝導の圧力依存性を調査し、温度-圧力相図を描くこと。
• この低次元系において、電荷密度波揺らぎが非単純超伝導を駆動する可能性を検討すること。

提案手法

• 零磁場における残留線形項を用いて、超伝導ギャップにノードが存在するかを特定する目的で、低温熱伝導度測定を実施した。
• 磁場依存性の熱伝導度を分析し、ギャップ構造のノード的性質を確認した。
• 水圧下での抵抗率測定を実施し、温度-圧力相図における超伝導ドームをマッピングした。
• データは、特に準一次元系における電荷密度波不安定性に関連して、非単純超伝導の文脈で解釈された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 Ta₄Pd₃Te₁₆は、非単純的対称性を示すペアリングを示唆するノードを有する超伝導ギャップを示すか？
• RQ2 水圧を加えた場合、超伝導転移温度はどのように変化するか？
• RQ3 Ta₄Pd₃Te₁₆の温度-圧力相図に超伝導ドームの証拠が見られるか？
• RQ4 観察された超伝導は、この低次元系において電荷密度波揺らぎによって媒介されている可能性があるか？

主な発見

• 零磁場における熱伝導度の顕著な残留線形項は、Ta₄Pd₃Te₁₆の超伝導ギャップにノードが存在することを示唆している。
• 熱伝導度の急速な磁場依存性は、ギャップ構造に線状または点状のノードが存在することをさらに支持している。
• 圧力下での抵抗率測定から、Tcが圧力の増加に伴い一時的に上昇し、その後減少する超伝導ドームが観察された。
• ノードギャップ構造と超伝導ドームの両者の組合せは、Ta₄Pd₃Te₁₆における非単純超伝導が強く示唆される。
• 結果は、この準一次元材料において超伝導と電荷密度波揺らぎの間の可能性のある関連性を示唆している。