基于上述实验结果,研究团队得以构建出UAs2在压力下的相图,其呈现出丰富的物理。相图清晰的显示出基态的反铁磁序在压力下逐渐被抑制,伴随着结构相变的发生反铁磁序被完全破坏,并在低温出现穹顶形状的超导区域的过程。值得注意的是正常态电阻行为的温度幂函数指数n在最优超导压力附近从费米液体值~2急剧下降至~1左右,此为典型的奇异金属行为,并与相图中超导的出现相伴出现;超过最优压力后n逐渐恢复至2(费米液体行为),超导也随之消失。上述结果表明奇异金属行为与超导电性的发生高度关联,而这种超越朗道费米液体的行为通常与量子临界涨落密切相关,暗示反铁磁量子临界可能是驱动该超导配对的潜在机制。该工作首次在铀基5f电子材料UAs2中实现了Tc超过4 K的非常规超导。其“高Tc、超越泡利极限的上临界场、正常态奇异金属行为”的三重特征,使UAs2成为继UTe2之后又一个潜在的自旋三重态超导候选材料。上述发现不仅丰富了铀基重费米子超导相图,也为在同时包含f 电子和d电子的多轨道体系中探索更高Tc的非常规超导体提供了新的途径。
南京大学物理学院李庆助理教授、项浙宁博士生、张英杰博士和国防科技大学的张滨滨博士为论文的共同第一作者,闻海虎教授和张超凡教授为共同通讯作者。此工作得到国家重点研发计划、自然科学基金委、教育部双一流学科建设、固体微结构物理全国重点实验室、2011计划“人工微结构科学与技术协同创新中心” 的支持,在此表示感谢。