罗惠霞教授团队在过渡金属化合物中发现具有六角蜂窝结构的新超导体

过渡金属化合物存在着电荷-自旋-轨道-晶格等多重自由度的耦合及电子关联效应，它具有丰富多变的结构和新奇物性如非常规超导电性、电荷密度波及拓扑量子态。相比之下，虽然这些新结构过渡金属化合物超导体的T_c不如铜基及铁基超导体高，但是这些过渡金属化合物超导体材料的多样性和物性的丰富性，在超导机理研究中扮演着十分重要的角色，成为超导研究中极具特色的一个分支，甚至对探索高温超导体有着重要的指导意义。

三元硅化物金属间化合物的晶体结构和物性非常丰富，根据组成金属元素的不同，在三元硅化物金属间化合物中发现了超导电性、重费米子、量子自旋液体、巨磁阻等。特别是超导电性，在三元硅化物金属间化合物发现了许多新型超导体，例如非中心对称超导体(SrAuSi₃)，多间隙超导体(Lu₂Fe₃Si₅，Sc₅Ir₄Si₁₀)，第一个重费米子超导体(CeCu₂Si₂)，具有六角蜂窝结构超导体(Nb₄NiSi)。另外，最近火热的笼目超导体也在该化合物中发现。

近期中山大学材料科学与工程学院罗惠霞教授课题组与中山大学物理学院姚道新教授等合作，发现了一种具有六角蜂窝结构的新超导体Ta₄CoSi。该化合物具有CuAl₂型晶体结构，并且Ta原子在(110)面形成了六角蜂窝结构。电输运和磁化率测量表明，该化合物在2.45K左右发生超导相变，并且该化合物是第二类超导体，其下临界磁场和上临界磁场分为为9.86 mT和0.84T。T_c和ϴ_D、六角蜂窝晶格参数的关系图表明，六角蜂窝晶格对该类化合物的超导电性影响显著。降低该化合物的六角蜂窝晶格的边长可能是提高其T_c的有效方法。此研究成果以“Ta₄CoSi: A tantalum-rich superconductor with a honeycomb network structure”为题，罗惠霞教授为唯一通讯作者发表在专业期刊Physical Review B, 2022, 106, 134501上。

图1 T_c和ϴ_D、六角蜂窝晶格参数的关系图

初审：袁湛楠

审核：田雪林、许俊卿

审核发布：李伯军