論文の概要: Fragile electronic superconductivity in Bi Single crystal
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.03543v1
- Date: Wed, 7 Dec 2022 09:49:02 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 17:57:32.589039
- Title: Fragile electronic superconductivity in Bi Single crystal
- Title（参考訳）: Bi単結晶のフレジル電子超伝導
- Authors: Anil Kumar, Rajendra Loke, Arindam Pramanik, Rajdeep Sensarma, Sitaram
Ramakrishnan, Om Prakash, Biplab Bag, Arumugam Thamizhavel and Srinivasan
Ramakrishnan
- Abstract要約: Biは、電荷担体として電子と穴を持つ補償半金属である。
我々は[01bar 10$] (bisectrix)-crystallography方向の異方性臨界場の温度依存性を報告する。
臨界場の異方性に関する理論的解析は、Biバンドの3つのポケットの光電子がSCの原因であることを示唆している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.231168570551943
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: It was presumed that semimetal Bismuth (Bi) would not show superconductivity
(SC) even at ultra-low temperatures ($<$10 mK) due to its very low carrier
density ($\approx 3\times10^{17}$cm$^{-3}$). Recently, we have established bulk
superconductivity in ultra-pure (99.9999\%) Bi single crystal at $\mathrm{T_C =
0.53}$ mK with an extrapolated upper critical field $\mathrm{H_C(0) = 5.2\mu}$T
measured along the [$0001$] (trigonal) -crystallographic direction. At very low
concentrations of the charge carriers, we are dealing with fragile Cooper pairs
with an estimated large coherence length $\mathrm{\xi_{GL}(0)\approx 96 \mu}$m.
We also stated that one needs to go beyond the conventional electron-phonon
coupling (BCS-like) mechanism to understand the SC state in Bi. Bi is a
compensated semi-metal with electrons and holes as charge carriers. In order to
find the charge carriers responsible for the SC, we report the temperature
dependence of the anisotropic critical field along the [$01\bar 10$]
(bisectrix)-crystallographic direction and compared it with the earlier data
from measurements along the trigonal. Our theoretical analysis of the
anisotropy of critical fields suggests that the light electrons in the three
pockets of Bi bands are responsible for the SC and indicates that Bi is an
extremely weak type-II (close to type-I) superconductor. Finally, we review the
current theories proposed to explain the SC in Bi.
- Abstract（参考訳）: 半金属ビスマス(Bi)は、非常に低いキャリア密度(\approx 3\times10^{17}$cm$^{-3}$)のため、超低温($10 mK)でも超伝導(SC)を示さないと推定された。
近年、超純度(99.999999\%)bi単結晶のバルク超伝導は、[$0001$](三角)-結晶方向に沿って測定された外挿上臨界場$\mathrm{h_c(0) = 5.2\mu}$t で $\mathrm{t_c = 0.53}$ mk で確立されている。
電荷キャリアの非常に低い濃度では、推定された大きなコヒーレンス長$\mathrm {\xi_{GL}(0)\approx 96 \mu}$mの脆弱なクーパー対を扱う。
また,BiのSC状態を理解するためには,従来の電子-フォノン結合機構(BCS様)を超える必要があるとも述べた。
Biは電荷担体として電子と穴を持つ補償半金属である。
scの電荷キャリアを見つけるために,[$01\bar 10$] (bisectrix)-結晶方向に沿った異方性臨界場の温度依存性を報告し,三角方向の観測値からそれ以前のデータと比較した。
臨界場の異方性に関する理論的解析は、Biバンドの3つのポケットの光電子がSCを担っていることを示唆し、Biが非常に弱いII型超伝導体であることを示唆している。
最後に, Bi における SC を説明するために提案されている理論について概説する。
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