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凝聚态物理 > 超导性

arXiv:2507.18831 (cond-mat)
[提交于 2025年7月24日 ]

标题: X射线衍射和超导超氢化物(La,Y)H10的电输运成像

标题: X-ray Diffraction and Electrical Transport Imaging of Superconducting Superhydride (La,Y)H10

Authors:Abdul Haseeb Manayil Marathamkottil, Kui Wang, Nilesh P. Salke, Muhtar Ahart, Alexander C. Mark, Ross Hrubiak, Stella Chariton, Dean Smith, Vitali B. Prakapenka, Maddury Somayazulu, Nenad Velisavljevic, Russell J. Hemley
摘要: 我们报告了(La0.9Y0.1)H10超氢化物的合成和表征,该物质表现出共存的立方Fm-3m和六方P63/mmc笼状相,在168 GPa至136 GPa的压力范围内被观察到。 使用升级后的先进光子源(APS-U)的同步辐射X射线衍射成像(XDI),我们空间分辨了这些相的微米级分布,揭示了样品中的结构不均匀性。 四探针直流电阻测量证实了超导性,出现了两个不同的转变:一个在244 K开始,与立方相有关,另一个接近220 K,与六方相相关。 值得注意的是,从不同电流和电压排列收集的电阻曲线显示了转变宽度和开始温度的变化,这些变化与XDI绘制的空间相分布相关。 这些发现证明了局部结构域与超导行为之间的直接联系。 发现钇取代会影响LaH10型笼状氢化物的相行为和超导性能。 更广泛地说,这项研究突显了在高压下表现出异质性的材料中,空间相关联的结构和电输运测量的实用性,包括氢化物超导体。
摘要: We report the synthesis and characterization of (La0.9Y0.1)H10 superhydrides exhibiting coexisting cubic Fm-3m and hexagonal P63/mmc clathrate phases observed over the pressure range from 168 GPa down to 136 GPa. Using synchrotron-based X-ray diffraction imaging (XDI) at the upgraded Advanced Photon Source (APS-U), we spatially resolved micron-scale distributions of these phases, revealing structural inhomogeneity across the sample. Four-probe DC resistance measurements confirmed superconductivity, with two distinct transitions: an onset at 244 K associated with the cubic phase and a second near 220 K linked to the hexagonal phase. Notably, resistance profiles collected from different current and voltage permutations showed variations in transition width and onset temperature that correlated with the spatial phase distribution mapped by XDI. These findings demonstrate a direct connection between local structural domains and superconducting behavior. Yttrium substitution is found to influence both the phase behavior and superconducting properties of LaH10-type clathrate hydrides. More broadly, this study highlights the utility of spatially correlating structural and electrical transport measurements in materials exhibiting heterogeneity under pressure, including hydride superconductors.
主题: 超导性 (cond-mat.supr-con)
引用方式: arXiv:2507.18831 [cond-mat.supr-con]
  (或者 arXiv:2507.18831v1 [cond-mat.supr-con] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2507.18831
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来自: Abdul Haseeb Manayil Marathamkottil [查看电子邮件]
[v1] 星期四, 2025 年 7 月 24 日 22:06:56 UTC (2,428 KB)
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