[论文解读] Pressure-induced superconductivity in topological type II Dirac semimetal NiTe2

Tao Li, Ke Wang+11 more|arXiv (Cornell University)|Nov 17, 2019

Topological Materials and Phenomena被引用 6

一句话总结

本研究探究了多晶和单晶NiTe2在压力作用下的超导性，NiTe2是一种拓扑类型II狄拉克半金属。超导性在12 GPa时出现，临界温度（Tc）为3.7 K，并在52.8 GPa时升至最高值6.4 K，表明可能存在拓扑超导性，尤其与MoP相比时更为显著。

ABSTRACT

Very recently, NiTe2 has been reported to be a type II Dirac semimetal with Dirac nodes near the Fermi surface. Furthermore, it is unveiled that NiTe2 presents the Hall Effect, which is ascribed to orbital magnetoresistance. The physical properties behavior of NiTe2 under high pressure attracts us. In this paper, we investigate the electrical properties of polycrystalline NiTe2 by application of pressure ranging from 3.4GPa to 54.45Gpa. Superconductivity emerges at critical pressure 12GPa with a transition temperature of 3.7K, and Tc reaches its maximum, 6.4 K, at the pressure of 52.8GPa. Comparing with the superconductivity in MoP, we purposed the possibility of topological superconductivity in NiTe2. Two superconductivity transitions are observed with pressure increasing in single crystal.

研究动机与目标

• 研究NiTe2在高压下的电输运性质，特别是超导性的出现。
• 确定多晶和单晶样品中超导转变温度（Tc）随压力的变化关系。
• 通过与MoP的行为进行比较，评估NiTe2中可能存在拓扑超导性的可能性。
• 研究拓扑电子结构在高压下促进超导性的角色。

提出的方法

• 在多晶NiTe2上使用立方砧压机进行高压电输运测量，最高压力达54.45 GPa。
• 使用单晶NiTe2在压力逐渐增加的条件下观察超导转变，以检测多个转变。
• 通过立方砧装置施加压力，监测电阻率随压力和温度的变化。
• 从电阻率开始下降至零的起始点提取临界温度（Tc），以表征超导转变。
• 与MoP进行对比分析，以评估NiTe2中可能存在拓扑超导性的可能性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在高压下，NiTe2在何种压力下出现超导性？
• RQ2 在多晶NiTe2中，超导转变温度（Tc）如何随压力增加而演变？
• RQ3 在压力下，单晶NiTe2中是否存在多个超导转变？
• RQ4 NiTe2的拓扑特性与超导性出现之间存在何种关系？
• RQ5 根据与MoP的比较，NiTe2是否可能具有拓扑超导性？

主要发现

• 在多晶NiTe2中，超导性在临界压力12 GPa时出现，转变温度（Tc）为3.7 K。
• Tc随压力增加而上升，在52.8 GPa时达到最大值6.4 K。
• 在单晶NiTe2中，随着压力增加观察到两个明显的超导转变，表明可能存在多个超导能隙或相。
• NiTe2中观察到的超导行为，特别是高压下较高的Tc，表明可能存在拓扑超导性，与MoP类似。
• NiTe2中费米面附近存在狄拉克节点以及轨道磁阻效应，支持其拓扑特性，这可能有助于稳定超导态。