Phonon density of states, anharmonicity, electron-phonon coupling, and possible multigap superconductivity in the clathrate superconductorsBa8Si46and

Rolf Lortz

¹

,

R. Viennois

²

,

Alexander Paul Petrović

³

et al.

Abstract

We report a detailed study of specific heat, electrical resistivity, and thermal expansion in combination with inelastic neutron and inelastic x-ray scattering to investigate the origin of superconductivity in the two silicon clathrate superconductors Ba 8 Si 46 and Ba 24 Si 100 . Both compounds have a similar structure based on encaged barium atoms in oversized silicon cages. However, the transition temperatures are rather different: 8 and 1.5 K, respectively. By extracting the superconducting properties, phonon density of states, electron-phonon coupling function, and phonon anharmonicity from these measurements, we discuss the important factors governing T c and explain the difference between the two compounds.

Transport and thermodynamic properties under anharmonic motion in type-I Ba8Ga16Sn30clathrate

“…Correspondingly, the heat capacity provides a measure to assess the density of the local oscillators, and the spacing of their energy levels 16,21,22 . The heat capacity has been examined in a number of recent studies of clathrate materials [23][24][25][26] . In this article, we investigate the influence on the resistivity as well as the heat capacity of the anharmonic rattling in type-I Ba 8 Ga 16 Sn 30 clathrate.…”

Аномальные низкочастотные фононы в ZrB-=SUB=-12-=/SUB=-

“…Таким образом, вклад температурных эффектов в γ P доминирует, что приводит к смягчению фононов. Наиболее вероятная причина смягчения акустических фононов при понижении температуры -ангармонизм четвертого порядка, активно обсуждаемый при рассмот-рении динамики решетки каркасных систем [1][2][3]. Наши результаты свидетельствуют о том, что спектр акустических фононов в ZrB 12 более структурирован по сравнению со спектром LuB 12 .…”

“…Сделано предположе-ние, что в таких системах, как пирохлоры, клатра-ты и наполненные скуттерудиты, ангармонизм таких локальных колебаний может благоприятствовать по-вышению температуры сверхпроводящего перехода и увеличению термоэлектрической эффективности [1][2][3]. К классу каркасных систем относятся гексабориды и додекабориды переходных и редкоземельных металлов.…”

Les vibrations dans des cages sont-elles des modes « hochet » - comment aller au-delà de la densité d’états des échantillons polycristallins ?

“…Ainsi, on peut paramétriser la chaleur spécifique C(T ) en fonction de la température (voir p.ex. [7]), mais il faut rester prudent sur l'interprétation microscopique de la dynamique sans s'appuyer sur la spectroscopie vibrationnelle. …”