- 文献综述(或调研报告):
传统的超导性通常与磁性不相容,但在各种强相关电子系统中由找到了反铁磁性驱动的超导性的证据。 如CeCu2Si2, 它的低温物理性质由部分填充的Ce-4f轨道决定,化学成分的微小变化就会导致性质的不同。我们可以用CeCu2Si2制备反铁磁有序(Cu不足)或超导(Cu过量)单晶。 而在化学计量非常接近1:2:2的样品表现出基态,其中超导和反铁磁性相互竞争而没有微观共存。
超导性和铁磁性的共存非常罕见。迄今为止,只有少数确认的铁磁超导体。比如说ErRh4B4等。由于导电电子既有铁磁性,又有超导性我们还在UGe2[6]和相关的U-5f材料[7,8]中发现了在同一电子系统中超导与铁磁相互作用的证据。UGe2的压力诱导超导发生在巡游铁磁性的边界,而URhGe [7]和UCoGe [8]中的Cooper对在环境条件下在铁磁状态深处形成。 值得注意的是,这种合作共存产生了一种非常规的配对机制。
同时,在Y9Co7 的d电子系统中观察到具有居里温度TC asymp; 4.5 K的弱巡游铁磁性和临界温度Tscasymp;2.5K的超导性(当时被认为是 Y4Co3)。然而,二元化学Y-Co相图的复杂性和关于磁电子和超导载体起源的模糊性使得其很难研究。
Y9Co7在六方(P63/m) Ho4˚Co3 x结构中结晶,晶格参数a =11.528Aring;,c =12.153Aring;[16-18]。晶胞相当复杂,Y原子有两个不等价的位置,Co原子有三个不同的位置。 2b位点的Co原子和Y(1)原子形成八面体配位并沿c轴形成链,其周期因Co(2b)占有率的显着缺乏而强烈改变。 2d和2h位置的Co原子和Y(2)原子进行棱形配位。最近进行的第一原理计算已经证实了先前的想法,即弱铁磁性仅来自Co(2b)原子,而剩余的Co和Y原子则产生抗磁环境。
根据Y9Co7电阻率,直流磁化率,交流磁化率以及零磁场和一般磁场下中的热容的测量结果,我们知道了超导性是Y9Co7的整体性质,更重要的是,超导在满足清洁极限条件的样品中与FM序共存。
测量方面:使用量子设计超导量子干涉装置磁强计(MPMS)测量磁化率M与温度和磁场的关系。使用量子设计物理性质测量系统(PPMS)在磁场Bac = 100 mu;T中测定与温度相关的交流磁化率chi;ac(T )。使用3He- 4He稀释制冷系统,在Bac = 20 mu;T进行0.15K的补充chi;ac(T )测量。借助于使用商业3He微量热计(PPMS)的热弛豫方法测定热容C(T)。在完成磁性和热容实验[19]后,电阻率rho;(T)通过标准的四点交流技术在低至0.07 K的温度,以及 0-14 T磁场中测量。在4He低温恒温器中进行高于20K的零磁场rho;(T)测量。电触点由将25mu;m金线点焊到样品上来制造。
先看磁化率的测量,根据这张图我们能够很明显的看出在大约8K时M快速上升,出现了铁磁相变,但到了大约3K时M又开始下降,产生了抗磁信号,测量磁化率可知在温度趋近于0K时磁化率趋近于-1(右上图),再与电阻的测量结果对比可知时发生了超导相变。同时2K时的磁滞回线(左下图)说明在发生了超导相变之后依然有铁磁性。
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