Evidence for multiband superconductivity and charge density waves in Ni-doped ZrTe2

Autor(es)

Correa, Lucas ; Ferreira, Pedro S. ; de Faria, Leandro R. ; Dorini, Thiago T. ; Luz, Mario S. da ; Fisk, Zachary ; Torikachvili, Milton S. ; Eleno, Luiz T. F. ; Machado, Antonio J. S.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: Journal of Alloys and Compounds; v. 907, p. 9-pg., 2022-03-15.

Resumo

We carried out a comprehensive study of the electronic, magnetic, and thermodynamic properties of Ni -doped ZrTe2. High quality Ni0.04ZrTe1.89 single crystals show a possible coexistence of charge density waves (CDW, T-CDW = 287 K) with superconductivity (T-c = 4.1 K), which we report here for the first time. The temperature dependence of the lower (H-c1) and upper (H-c2) critical magnetic fields both deviate sig-nificantly from the behaviors expected in conventional single-gap s-wave superconductors. However, the behaviors of the normalized superfluid density rho s(T) and H-c2(T) can be described well using a two-gap model for the Fermi surface, in a manner consistent with conventional multiband superconductivity. Electrical resistivity and specific heat measurements show clear anomalies centered near 287 K consistent with a CDW phase transition. Additionally, electronic-structure calculations support the coexistence of electron-phonon multiband superconductivity and CDW order due to the compensated disconnected nature of the electron-and hole-pockets at the Fermi surface. Our electronic structure calculations also suggest that ZrTe2 could reach a non-trivial topological type-II Dirac semimetallic state. These findings highlight that Ni-doped ZrTe2 can be uniquely important for probing the coexistence of superconducting and CDW ground states in an electronic system with non-trivial topology. (c) 2022 Elsevier B.V. All rights reserved. (AU)

• Processo FAPESP: 19/14359-7 - Crescimento de cristais e investigação de propriedades supercondutoras topológicas em dicalcogeneto de metais de transição
• Beneficiário: Antonio Jefferson da Silva Machado
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 18/08819-2 - Crescimento de monocristais de dicalcogênios de protótipo CdI2 e investigação de propriedades supercondutoras
• Beneficiário: Lucas Eduardo Corrêa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 18/10835-6 - Investigação ab-initio das propriedades eletrônicas e fonônicas de TMDs supercondutores
• Beneficiário: Pedro Nunes Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Processo FAPESP: 19/05005-7 - Laboratório de Computação em Materiais para o estudo ab initio da estabilidade de compostos intermetálicos
• Beneficiário: Luiz Tadeu Fernandes Eleno
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Processo FAPESP: 20/08258-0 - Estudo ab initio de sistemas supercondutores e topológicos
• Beneficiário: Pedro Nunes Ferreira
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado