In recente jaren, de zoektocht naar niet-triviale topologische materialen is een hot topic geworden in de fysica van de gecondenseerde materie. Aangezien Hor et al, rapporteerde voor het eerst de ontdekking van supergeleiding in met Cu gedoteerd topologisch materiaal Bi ₂ Se ₃ in 2010, de Cu _x Bi ₂ Se ₃ is een van de meest veelbelovende materialen geworden als topologische supergeleider vanwege zijn unieke fysieke eigenschappen en kristalstructuur. Echter, de supergeleidende overgangstemperatuur Tc tot 3,8 K in Cu _x Bi ₂ Se ₃ is onverwacht "hoog" voor een halfgeleider met een lage dragerdichtheid. Tot dusver, het mechanisme van een dergelijk abnormaal versterkt Tc-fenomeen blijft onduidelijk ondanks bijna tien jaar uitgebreid onderzoek.

In een recent werk uitgevoerd door het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Wetenschapsacademie, hoge kwaliteit eenkristal van Cu _x Bi ₂ Se ₃ werd gekweekt volgens de gemodificeerde Bridgman-methode. De Tc van de als-gegroeide kristallen met x=0,09 zou 4,18 K kunnen bereiken, die de hoogste was van de rapporten over Cu _x Bi ₂ Se ₃ tot dusver.

Een systematische studie van de magnetische gevoeligheid, kritische velden, en elektrisch vervoer op de Cu _0,09 Bi ₂ Se ₃ enkele kristallen werden uitgevoerd om de ongewoon verbeterde Tc en zijn supergeleidende eigenschappen te onderzoeken.

interessant, een nieuwe knik in de magnetische gevoeligheid versus temperatuur werd waargenomen bij 96 K, wat een anomalie in de ladingsdichtheid aangaf, waarschijnlijk ladingsdichtheidsgolf (CDW) overgang.

De analyse van het magneto-elektrische transport bij lage temperatuur leverde een hoge Kadowaki-Woods-ratio op, die zou kunnen worden versterkt door de instabiliteit van de ladingsdichtheid en/of de sterke elektronische anisotropie.

Op basis van de lagere kritische veldmeting, de energiekloofratio Δ0/kBTC bleek duidelijk groter dan de standaard BCS-waarde 1.764, suggereert de Cu _0,09 Bi ₂ Se ₃ een sterk gekoppelde supergeleider. De verhoudingen van zowel Tc/TF2D als Tc/λ-2(0) vielen volgens het regime van Uemura in het gebied van onconventionele supergeleiders, ondersteuning van het onconventionele supergeleidende mechanisme in Cu _x Bi ₂ Se ₃ .

Hun onderzoek suggereerde dat de hoge Tc in Cu _x Bi ₂ Se ₃ komt voort uit de verhoogde toestandsdichtheid bij Fermi-energie en sterke elektron-fononinteractie veroorzaakt door de instabiliteit van de ladingsdichtheid.

De resultaten suggereren de hogere Tc in Cu _x Bi ₂ Se ₃ verder kan worden bereikt door gating-techniek of hogedruktechniek, zoals gerealiseerd in ijzer-seleniden supergeleiders.