Незвичайна надпровідність в ниткоподібних кристалах PdxBi2Se3

Abstract

У роботі проведені дослідження температурної залежності магнітоопору ниткоподібних кристалів PdxBi2Se3 в температурній області 1.6-77К в магнітному полі до 10 Тл. Кристали вирощувалися методом хімічних транспортних реакцій в закритій бромідній системі. Температури зони джерела та кристалізації становили 1100 К та 780К, відповідно. Легування кристалів здійснювалося в процесі росту домішкою паладію до концентрацій (1 – 2) × 1019 cм−3. В низькотемпературній області, починаючи з температури 5 К і досягаючи температури 3.5 К, спостерігалося різке зменшення опору, яке пов’язано з переходом кристалів в надпровідний стан. На основі аналізу температурних залежностей опору при фіксованих магнітних полях від 0.01 до 0.5 Тл визначено температуру Кюрі Тс1=5.3 К і Тс2=3.5 К та верхнє критичне магнітне поле Вс2=1.45 Тл та 0.25 Тл, відповідно. Встановлені параметри дозволяють стверджувати, що це надпровідник ІІ-го роду з незвичайним характером надпровідності. На це вказує відношення Δ0/kBTc = 2.0, яке перевищує стандартний БКШ ліміт 1.76 і свідчить про відносно велике значення надпровідної щілини Δ0=0.8 меВ. Визначене відношення A/γ2, яке встановлює взаємозв’язок електрон-електронної та електрон-фононної взаємодії, становить 2ao, що свідчить про сильну ферміонну взаємодію в надпровіднику PdxBi2Se3, зумовлену взаємодією куперівських пар з фононами. Оцінена величина відношення температури Кюрі до ефективної температури Фермі Tc/TF2D= 0.04 також попадає в область 0.01⩽ Tc/TF ⩽ 0.1, що підтверджує незвичайний характер надпровідності у досліджуваних ниткоподібних кристалах.