S-Shaped Suppression of the Superconducting Transition Temperature in Cu-Intercalated NbSe2 - Publikacja - MOST Wiedzy

Wyszukiwarka

S-Shaped Suppression of the Superconducting Transition Temperature in Cu-Intercalated NbSe2

Abstrakt

2H-NbSe2 is the prototype and most frequently studied of the well-known transition metal dichalcogenide (TMDC) superconductors. As 2H-NbSe2 is widely acknowledged as a conventional superconductor, its transition temperature to the superconducting state (Tc) is 7.3 K, a Tc that is substantially higher than those seen for the majority of TMDCs, where Tc values between 2 and 4 K are the norm. Here we report the intercalation of Cu into 2H-NbSe2 to make CuxNbSe2. As is typically found when chemically altering an optimal superconductor, Tc decreases with an increase in x, but the way that Tc is suppressed in this case is unusual: an S-shaped character is observed, with an inflection point near x = 0.03 and, at higher x values, a leveling off of the Tc near 3 K, down to the usual value for a layered TMDC. Electronic characterization reveals corresponding S-like behavior for many of the parameters of the materials that influence Tc. To illustrate its character, the superconducting phase diagram for CuxNbSe2 is contrasted with those of FexNbSe2 and NbSe2−xSx.

Cytowania

  • 3 5

    CrossRef

  • 0

    Web of Science

  • 3 4

    Scopus

Autorzy (6)

Cytuj jako

Pełna treść

pobierz publikację
pobrano 175 razy
Wersja publikacji
Accepted albo Published Version
Licencja
Copyright (2017 American Chemical Society)

Słowa kluczowe

Informacje szczegółowe

Kategoria:
Publikacja w czasopiśmie
Typ:
artykuł w czasopiśmie wyróżnionym w JCR
Opublikowano w:
CHEMISTRY OF MATERIALS nr 29, strony 3704 - 3712,
ISSN: 0897-4756
Język:
angielski
Rok wydania:
2017
Opis bibliograficzny:
Luo H., Strychalska-Nowak J., Li J., Tao J., Klimczuk T., Cava R.: S-Shaped Suppression of the Superconducting Transition Temperature in Cu-Intercalated NbSe2// CHEMISTRY OF MATERIALS. -Vol. 29, nr. 8 (2017), s.3704-3712
DOI:
Cyfrowy identyfikator dokumentu elektronicznego (otwiera się w nowej karcie) 10.1021/acs.chemmater.7b00655
Bibliografia: test
  1. Withers, R. L.; Bursill, L. A. The structure of the incommensurate superlattices of 2H-TaSe 2 . Philos. Mag. B 1981, 43, 635−672. otwiera się w nowej karcie
  2. Arguello, C. J.; Chockalingam, S. P.; Rosenthal, E. P.; Zhao, L.; Gutíerrez, C.; Kang, J. H.; Chung, W. C.; Fernandes, R. M.; Jia, S.; Millis, A. J.; Cava, R. J.; Pasupathy, A. N. Visualizing the charge density wave transition in 2H-NbSe 2 in real space. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014, 89, 235115. otwiera się w nowej karcie
  3. Soumyanarayanan, A.; Yee, M. M.; He, Y.; van Wezel, J.; Rahn, D. J.; Rossnagel, K.; Hudson, E. W.; Norman, M. R.; Hoffman, J. E. Quantum phase transition from triangular to stripe charge order in NbSe 2 . Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 1623−1627. otwiera się w nowej karcie
  4. Matthias, B. T.; Geballe, T. H.; Compton, V. B. Super- conductivity. Rev. Mod. Phys. 1963, 35, 1. otwiera się w nowej karcie
  5. Revolinsky, E.; Lautenschlager, E. P.; Armitage, C. H. Layer structure superconductor. Solid State Commun. 1963, 1, 59−61. otwiera się w nowej karcie
  6. Wilson, J. A.; Di Salvo, F. J.; Mahajan, S. Charge-density waves in metallic, layered, transition-metal dichalcogenides. Phys. Rev. Lett. 1974, 32, 882. otwiera się w nowej karcie
  7. Boaknin, E.; Tanatar, M. A.; Paglione, J.; Hawthorn, D.; Ronning, F. R.; Hill, W.; Sutherland, M.; Taillefer, L.; Sonier, J.; Hayden, S. M.; Brill, J. W. Heat conduction in the vortex state of NbSe 2 : evidence for multiband superconductivity. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 117003. otwiera się w nowej karcie
  8. Suderow, H.; Tissen, V. G.; Brison, J. P.; Martínez, J. L.; Vieira, S. Pressure induced effects on the fermi surface of superconducting 2H- NbSe 2 . Phys. Rev. Lett. 2005, 95, 117006. otwiera się w nowej karcie
  9. Du, C. H.; Lin, W. J.; Su, Y.; Tanner, B. K.; Hatton, P. D.; Casa, D.; Keimer, B.; Hill, J. P.; Oglesby, C. S.; Hohl, H. X-ray scattering studies of 2H-NbSe 2 , a superconductor and charge density wave material, under high external magnetic fields. J. Phys.: Condens. Matter 2000, 12, 5361−5370. otwiera się w nowej karcie
  10. Xi, X. X.; Zhao, L.; Wang, Z. F.; Berger, H.; Forro, L.; Shan, L. F. J.; Mak, K. F. Strongly enhanced charge-density-wave order in monolayer NbSe 2 . Nat. Nanotechnol. 2015, 10, 765−770. otwiera się w nowej karcie
  11. Meńard, G. C.; Guissart, S.; Brun, C.; Pons, S.; Stolyarov, V. S.; Debontridder, F.; Leclerc, M. V.; Janod, E.; Cario, L.; Roditchev, D.; Simon, P.; Cren, T. Coherent long-range magnetic bound states in a superconductor. Nat. Phys. 2015, 11, 1013−1016.
  12. Kiss, T.; Yokoya, T.; Chainani, A.; Shin, S.; Hanaguri, T.; Nohara, M.; Takagi, H. Hidden Charge-Density-Wave Order in a Low- T c Superconductor 2H-NbSe 2 . https://arxiv.org/vc/cond-mat/ papers/0310/0310326v1.pdf. otwiera się w nowej karcie
  13. Johannes, M. D.; Mazin, I. I.; Howells, C. A. Fermi-surface nesting and the origin of the charge-density wave in NbSe 2 . Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006, 73, 205102. otwiera się w nowej karcie
  14. Corcoran, R. C.; Meeson, P. J.; Onuki, Y.; Probst, P. A.; Springford, M.; Takita, K.; Harima, H.; Guo, G. Y.; Gyorffy, B. L. Quantum oscillations in the mixed state of the type II superconductor 2H-NbSe 2 . J. Phys.: Condens. Matter 1994, 6, 4479−4492. otwiera się w nowej karcie
  15. Tsuei, C. C.; Kirtley, J. R. d-Wave pairing symmetry in cuprate superconductorsfundamental implications and potential applica- tions. Phys. C 2002, 367, 1−8. otwiera się w nowej karcie
  16. Souma, S.; Machida, Y.; Sato, T.; Takahashi, T.; Matsui, H.; Wang, S. C.; Ding, H.; Kaminski, A.; Campuzano, J. C.; Sasaki, S.; Kadowaki, K. The origin of multiple superconducting gaps in MgB 2 . Nature 2003, 423, 65−67. otwiera się w nowej karcie
  17. Örd, T.; Kristoffel, N. Modeling MgB 2 two-gap super- conductivity. Phys. C 2002, 370, 17−20.
  18. Kristoffel, N.; Örd, T.; Rago, K. MgB 2 two-gap super- conductivity with intra-and interband couplings. EPL 2003, 61, 109−115. otwiera się w nowej karcie
  19. Huang, C. L.; Lin, J.-Y.; Chang, Y. T.; Sun, C. P.; Shen, H. Y.; Chou, C. C.; Berger, H.; Lee, T. K.; Yang, H. D. Experimental evidence for a two-gap structure of superconducting NbSe 2 : A specific- heat study in external magnetic fields. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007, 76, 212504. otwiera się w nowej karcie
  20. Boaknin, E.; Tanatar, M. A.; Paglione, J.; Hawthorn, D.; Ronning, F.; Hill, R. W.; Sutherland, M.; Taillefer, L.; Sonier, J.; Hayden, S. M.; Brill, J. W. Heat Conduction in the Vortex State of NbSe 2 : Evidence for Multiband Superconductivity. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 117003. (21) Zehetmayer, M.; Weber, H. W. Experimental evidence for a two-band superconducting state of NbSe 2 single crystals. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010, 82, 014524. otwiera się w nowej karcie
  21. Fletcher, J. D.; Carrington, A.; Diener, P.; Rodiere, P.; Brison, J. P.; Prozorov, R.; Olheiser, T.; Giannetta, R. W. Penetration Depth Study of Superconducting Gap Structure of 2H-NbSe 2 . Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 057003. (23) Rodrigo, J. G.; Vieira, S. STM study of multiband super- conductivity in NbSe 2 using a superconducting tip. Phys. C 2004, 404, 306−310. otwiera się w nowej karcie
  22. Guillamon, I.; Suderow, H.; Guinea, F.; Vieira, S. Intrinsic atomic-scale modulations of the superconducting gap of 2H-NbSe 2 . Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2008, 77, 134505. (25) Noat, Y.; Cren, T.; Debontridder, F.; Roditchev, D.; Sacks, W.; Toulemonde, P.; San Miguel, A. Signatures of multigap super- conductivity in tunneling spectroscopy. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2010, 82, 014531.
  23. Rahn, D. J.; Hellmann, S.; Kallane, M.; Sohrt, C.; Kim, T. K.; Kipp, L.; Rossnagel, K. Gaps and kinks in the electronic structure of the superconductor 2H-NbSe 2 from angle-resolved photoemission at 1 otwiera się w nowej karcie
  24. K. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2012, 85, 224532. (27) Yokoya, T.; Kiss, T.; Chainani, A.; Shin, S.; Nohara, M.; Takagi, H. Fermi Surface Sheet-Dependent Superconductivity in 2H-NbSe 2 . Science 2001, 294, 2518−2520. otwiera się w nowej karcie
  25. Tonjes, W. C.; Greanya, V. A.; Liu, R.; Olson, C. G.; Molinie, P. Charge-density-wave mechanism in the 2H-NbSe 2 family: Angle- resolved photoemission studies. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2001, 63, 235101. otwiera się w nowej karcie
  26. Xi, X. X.; Wang, Z. F.; Zhao, W. W.; Park, J. H.; Law, K. T.; Berger, H.; Forro, L. J.; Shan, J.; Mak, K. F. Ising pairing in superconducting NbSe 2 atomic layers. Nat. Phys. 2016, 12, 139−144. otwiera się w nowej karcie
  27. Koh, Y. Y.; Kim, Y. K.; Jung, W. S.; Han, G. R.; Park, S. R.; Leem, C. S.; Kim, C.; Song, D. J.; Kyung, W. S.; Choi, H. Y.; Yang, L. X.; He, C.; Chen, F.; Feng, D. L.; Kim, C. Photoemission studies of Cu intercalated NbSe 2 . J. Phys. Chem. Solids 2011, 72, 565−567. otwiera się w nowej karcie
  28. Rodríguez-Carvajal, J. Recent developments of the program FULLPROF. Commission on Powder Diffraction 2001, 26, 12−19. otwiera się w nowej karcie
  29. Voorhoeve, J. M.; van den Berg, N.; Robbins, M. Intercalation of the Niobium-Diselenide Layer Structure by First-Row Transition Metals. J. Solid State Chem. 1970, 1, 134−137. otwiera się w nowej karcie
  30. McMillan, W. L. Transition temperature of strong-coupled superconductors. Phys. Rev. 1968, 167, 331. otwiera się w nowej karcie
  31. Wilson, J. A.; Barker, A. S.; Di Salvo, F. J.; Ditzenberger, J. A. otwiera się w nowej karcie
  32. Ditzenberger, Infrared properties of the semimetal TiSe 2 . Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1978, 18, 2866−2875.
  33. Kohn, W. Excitonic Phases. Phys. Rev. Lett. 1967, 19, 439−442. otwiera się w nowej karcie
  34. Werthamer, N. R.; Helfand, E.; Hohenberg, P. C. Temperature and Purity Dependence of the Superconducting Critical Field, H c2 . III. Electron Spin and Spin-Orbit Effects. Phys. Rev. 1966, 147, 295. otwiera się w nowej karcie
  35. Kresin, V. Z.; Wolf, S. A. Fundamentals of superconductivity; otwiera się w nowej karcie
  36. Luo, H. X.; Xie, W. W.; Tao, J.; Pletikosic, I.; Valla, T. G.; Sahasrabudhe, S.; Osterhoudt, G.; Sutton, E.; Burch, K. S.; Seibel, E. M.; Krizan, J. W.; Zhu, Y. M.; Cava, R. J. Differences in chemical doping matter -Superconductivity in Ti 1-x Ta x Se 2 but not in Ti 1-x Nb x Se 2 . Chem. Mater. 2016, 28, 1927−1935. otwiera się w nowej karcie
  37. Winiarski, M. J.; Wiendlocha, B.; Gołąb, S.; Kushwaha, S. K.; Wisńiewski, P.; Kaczorowski, D.; Thompson, J. D.; Cava, R. J.; Klimczuk, T. Superconductivity in CaBi 2 . Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 21737−21745. otwiera się w nowej karcie
  38. Yadav, C. S.; Paulose, P. L. Upper critical field, lower critical field and critical current density of FeTe 0.60 Se 0.40 single crystal. New J. Phys. 2009, 11, 103046. otwiera się w nowej karcie
  39. Kiss, T.; Yokoya, T.; Chainani, A.; Shin, S.; Hanaguri, T.; Nohara, M.; Takagi, H. Charge-order-maximized momentum depend- ent superconductivity. Nat. Phys. 2007, 3, 720−725. otwiera się w nowej karcie
  40. Naik, I.; Rastogi, A. K. Charge density wave and super- conductivity in 2H-and 4H-NbSe 2 : A revisit. Pramana 2011, 76, 957− 963. otwiera się w nowej karcie
  41. Ugeda, M. M.; Bradley, A. J.; Zhang, Y.; Onishi, S.; Chen, Y.; Ruan, W.; Ojeda-Aristizabal, C.; Ryu, H.; Edmonds, M. T.; Tsai, H. Z.; Riss, A.; Mo, S. K.; Lee, D. H.; Zettl, A.; Hussain, Z.; Shen, Z. X.; Crommie, M. F. Characterization of collective ground states in single- layer NbSe 2 . Nat. Phys. 2016, 12, 92−97. otwiera się w nowej karcie
  42. Hauser, J. J.; Robbins, M.; DiSalvo, F. J. Effect of 3d Impurities on the Superconducting Transition Temperature of the Layered Compound NbSe 2 . Phys. Rev. B 1973, 8, 1038−1042. otwiera się w nowej karcie
  43. Fisher, W. G.; Sienko, M. J. Stoichiometry, structure, and physical properties of niobium disulfide. Inorg. Chem. 1980, 19, 39−43. otwiera się w nowej karcie
Weryfikacja:
Politechnika Gdańska

wyświetlono 89 razy

Publikacje, które mogą cię zainteresować

Meta Tagi