Sci Bull：首个临界温度超过10K的准一维结构新型超导体

中科院物理所任治安研究组合成了新型三元MoAs基化合物K₂Mo₃As₃，它具有非中心对称的准一维晶体结构，并在10.4K以下超导。该工作已在Science Bulletin 2018年第15期作为封面文章报道。

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 铜氧化物和铁基层状结构高温超导体的发现，激发了人们在低维过渡金属化合物中探索新超导体的兴趣。长期以来，关于准二维结构超导体的研究取得了大量研究成果，而对于准一维结构超导体的研究则鲜有报道，并且已经发现的几种准一维结构超导体的临界温度（T_c）都很低，仅有几开尔文。最近报道的一系列准一维结构铬基超导体具有非常规超导的物理性质以及可能的自选三重态的电子配对机制，非常引人关注，其晶体结构则与包括Chevrel相的钼硫族化合物超导体非常相似。然而，类似结构的MoAs型化合物则至今没有发现。

中国科学院物理研究所任治安研究组通过详细优化固相反应条件，成功合成了一种新型三元MoAs基化合物K₂Mo₃As₃。多晶样品的X射线衍射图谱解析表明其晶格结构属于非中心对称六方晶系，由准一维的(Mo₃As₃)²⁻ 链和K⁺离子相间形成。空间群为P-6m2（No. 187），精修得到的晶格常数为a = 10.145(5) Å 和 c = 4.453(8) Å，具有与K₂Cr₃As₃相似的晶体结构。扫描电子显微镜形貌表征显示其晶粒为细长线状，进一步确认了其准一维的晶体结构特征。电阻、磁化率以及比热测量表明样品具有体超导电性，超导临界温度T_c为10.4 K。该小组发现的K₂Mo₃As₃是首个三元MoAs基超导体，也是第一个T_c超过10 K的准一维结构超导体。该超导体的发现为准一维结构非常规超导电性的研究提供了新的平台，同时该Cr/Mo体系的超导体对研究相似结构的3d和4d过渡元素化合物中超导现象的发生与晶格结构的关系提供了首个研究对象。

图：(a) K₂Mo₃As₃的晶格结构示意图；(b) 多晶K₂Mo₃As₃的扫描电镜形貌图； (c)三个K₂Mo₃As₃样品的电阻率温度曲线及零电阻超导相变；(d) 三个K₂Mo₃As₃样品的磁化率温度曲线及抗磁性超导相变。

文章信息

Superconductivity at 10.4 K in a novel quasi-one-dimensionalternary molybdenum pnictide K₂Mo₃As₃

Qing-GeMu, Bin-Bin Ruan, Kang Zhao, Bo-Jin Pan, Tong Liu, Lei Shan, Gen-Fu Chen,Zhi-An Ren

Science Bulletin, 2018, 63(15) 952-956

doi:10.1016/j.scib.2018.06.011 

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