압력 하 FeSe₁₋ₓSₓ의 반강자성 종점에서 초전도성 교차 현상

초록

FeSe₁₋ₓSₓ (x = 0.04, 0.08, 0.13) 단결정에 대해 0–6 GPa 범위의 압력에서 dc 자화와 전기 저항을 측정하였다. 압력에 따라 반강자성(AFM) 상이 사라지는 지점 근처에서 두 단계의 다이아믹 응답이 나타나며, 이는 서로 다른 전이온도(Tc)를 가진 두 개의 초전도 상이 공존함을 의미한다. 압력이 증가함에 따라 두 상의 부피 비율이 연속적으로 전이하고, 이는 AFM 상의 등장과 동시에 초전도 메커니즘이 변한다는 것을 시사한다.

상세 분석

본 연구는 FeSe₁₋ₓSₓ 계열에서 S 도핑이 nematic‑AFM 경계와 초전도 상의 상호작용을 어떻게 바꾸는지를 고압 환경에서 정밀히 탐구한다. 저자들은 세 가지 조성(x = 0.04, 0.08, 0.13)을 선택했으며, 각각의 시료는 XRD와 EDX로 구조와 조성 균일성을 확인하였다. 압력은 다이아몬드 앤빌 셀(DAC)과 고압 저항 측정용 Opposed‑Anvil Cell을 이용해 0–6 GPa까지 가했다.

자화 측정에서 가장 눈에 띄는 현상은 압력 2–4 GPa 구간에서 M(T) 곡선이 두 단계로 분리된다는 점이다. 첫 번째 급감(Tdia₁)은 기존 초전도 상(SC1)의 전이온도이며, 두 번째 완만한 급감(Tdia₂)은 새로운 초전도 상(SC2)의 전이온도로 해석된다. 두 상의 자화는 각각 M₁(T)=−M₀