Search近日，浙江大学基础交叉研究院高压科学交叉研究领域/交叉原创板块成员、物理学院袁辉球教授团队在National Science Review发表题为“Pressure-induced superconductivity beyond magnetic quantum criticality in a Kondo ferromagnet”的研究论文。
非常规超导一直是凝聚态物理领域的核心科学问题之一。与传统BCS超导不同，非常规超导的出现往往与复杂的电子多体相互作用有关。在重费米子化合物、铜基高温超导体、铁基高温超导体等强关联电子材料体系中，超导通常出现在反铁磁失稳态附近，其形成机制与磁性量子临界涨落密切相关。相比之下，铁磁材料体系中的超导及量子相变却相当罕见。大量前期实验和理论研究表明，在纯净铁磁材料体系中不存在铁磁量子临界点：在压力等外部参量调控下，铁磁序要么转变为反铁磁序，要么经历一级相变突然消失。而在少数铀基重费米子化合物中，超导出现在弱一级铁磁量子相变点附近。然而，人们尚未在铁磁量子临界点附近观察到超导。
本研究发现，近藤铁磁材料Ce₅CoGe₂在压力调控下展现出不同于以往材料体系的独特电子相图：在经历了铁磁-反铁磁转变后，该化合物在3.2 GPa附近出现压致反铁磁量子临界点，并伴随奇异金属行为；当压力进一步升高至5 GPa以上时，体系呈现出非常规超导电性。Ce₅CoGe₂是一种具有正交结构的铁磁近藤晶格化合物，在TC=10.9 K以下呈现出铁磁序与团簇玻璃态共存。随压力增加，Ce₅CoGe₂的铁磁序在约1.2 GPa附近转变为反铁磁序，反铁磁转变温度逐渐降低，并在约3.2 GPa处完全被抑制，出现反铁磁量子临界点。在量子临界点附近，其电阻率呈现出线性温度依赖，交流比热随温度降低而趋于发散，表现出典型的奇异金属行为，但尚未观察到超导电性。而当压力进一步增加至5 GPa时，超导开始出现，且超导转变温度随压力的增加而增加。实验还表明，该化合物的上临界磁场超过泡利极限，电子有效质量与典型重费米子超导体相当，表明其超导电性可能属于非常规超导类型。这一发现为发掘新型铁磁量子临界材料提供了重要实验依据和全新思路，但是关于反铁磁量子临界点的属性以及非常规超导的起源，仍有待未来进一步的研究。
Ce₅CoGe₂中压力诱导的超导(a, b)以及相应的上临界磁场(c)
原文链接：https://academic.oup.com/nsr/article/13/9/nwag119/8501035
