[논문 리뷰] Observation of unconventional superconductivity in new layered superconductor Ta4Pd3Te16

Jian Pan, Wen‐He Jiao외 7명|arXiv (Cornell University)|2014. 04. 01.

Iron-based superconductors research인용 수 1

한 줄 요약

이 연구는 전이 온도가 약 ~4.3 K인 층상 삼성화물 탄탈룸 페로티디드 Ta₄Pd₃Te₁₆에서 비보편 초전도성의 증거를 제공한다. 열전도도 측정 결과 잔류 선형 항과 강한 외부 자기장 의존성이 관찰되어 초전도 격자에 노드가 있음을 시사하며, 압력 하에서의 저항도 측정 결과 초전도 도메인을 보여주어 전하 밀도 파동 불안정성에 가까이 있음을 시사한다.

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.

연구 동기 및 목표

• Tc ≈ 4.3 K인 새로운 층상 초전도체 Ta₄Pd₃Te₁₆의 초전도 격자 구조를 조사하기 위해.
• 격자 노드의 존재를 조사하여 Ta₄Pd₃Te₁₆의 초전도성이 비보편적인지 확인하기 위해.
• 초전도성의 압력 의존성과 온도-압력 상 다이어그램을 그려내기 위해.
• 이 낮은 차원의 체계에서 전하 밀도 파동 변동이 비보편 초전도성의 원인일 수 있는지를 탐색하기 위해.

제안 방법

• 초전도 격자에 노드가 존재하는지 확인하기 위해, 영자기장에서의 잔류 선형 항을 통해 노드 존재 여부를 탐지하기 위해 저온에서 열전도도 측정을 수행하였다.
• 자기장 의존성 분석을 통해 격자 구조의 노드 특성을 확인하기 위해 열전도도의 자기장 의존성을 분석하였다.
• 온도-압력 상 다이어그램에서의 초전도 도메인을 그려내기 위해 수압 조건 하에서의 저항도 측정을 수행하였다.
• 특히 일차원에 가까운 체계에서의 전하 밀도 파동 불안정성과의 관련성을 고려하여 데이터를 해석하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 Ta₄Pd₃Te₁₆는 초전도 격자에 노드를 가지며, 이는 비보편 쌍성의 징후인가?
• RQ2 수압을 가했을 때 초전도 전이 온도는 어떻게 변화하는가?
• RQ3 Ta₄Pd₃Te₁₆의 온도-압력 상 다이어그램에서 초전도 도메인이 존재하는가?
• RQ4 관측된 초전도성이 이 낮은 차원의 체계에서 전하 밀도 파동 변동에 의해 매개되는가?

주요 결과

• 영자기장에서의 열전도도에 현저한 잔류 선형 항이 관찰되어 Ta₄Pd₃Te₁₆의 초전도 격자에 노드가 존재함을 시사한다.
• 열전도도의 급격한 자기장 의존성은 격자 구조에 선 노드 또는 점 노드 존재를 추가로 지지한다.
• 압력 하에서의 저항도 측정 결과, Tc가 압력 증가 초반에 증가하다가 감소하는 초전도 도메인이 드러났다.
• 노드가 있는 격자 구조와 초전도 도메인의 조합은 Ta₄Pd₃Te₁₆에서 비보편 초전도성이 강하게 시사된다.
• 결과는 이 일차원에 가까운 물질에서 초전도성과 전하 밀도 파동 변동 사이에 가능성이 있는 연관성을 시사한다.