通过合理设计实现局部非中心对称材料Th2Mo2Rh2Si4C的超导性

《Journal of the American Chemical Society》：Superconductivity in the Locally Noncentrosymmetric Th2Mo2Rh2Si4C by Rational Design

设计合成具有22241*结构的Th?Mo?Rh?Si?C LNC超导体，其上临界场达1.39 T，是ThMo?Si?C的五倍，理论计算揭示Rashba型自旋轨道耦合与能带分裂机制。

　　

具有局部非中心对称性（LNC）且局部反演对称性破缺的超导体由于反对称的自旋-轨道耦合（SOC）而表现出奇异的性质。构建LNC超导体的一种有前景的方法是将LNC块嵌入到超导晶格中。本文设计并成功合成了一个复杂的LNC超导体Th₂Mo₂Rh₂Si₄C。该化合物采用了一种独特的22241*结构，其中超导[Mo₂Si₂C]块由于被夹在反氟石型[Rh₂Si₂]和氟石型[Si₂Rh₂]层之间而失去了其垂直于平面的镜像对称性。物理性质测量表明，这种化合物表现出体块超导性，其上临界场μ₀H_c2(0)高达1.39 T，是组成成分ThMo₂Si₂C的五倍，尽管其转变温度T_c仍为2.1 K。第一性原理计算进一步揭示了由于局部反演对称性缺失而产生的Rashba型SOC，这导致了费米能级附近多个带隙的交叉和显著的能带分裂。这项工作为研究超导性与Rashba型SOC之间的相互作用提供了一个新的材料平台，并为LNC超导体的探索指明了合理的研究方向。