160 GPaまでのバンデルワールスHfS₂における圧力感応型複数超伝導相とその構造的起源

超伝導性は、多くの絶縁性遷移金属二カルコゲナイド（TMDCs）が圧力下で観察されています。しかし、超伝導性の起源は、低温での構造に関する研究が不足しているため不明のままです。ここでは、約160 GPaまで圧縮された1T-HfS₂結晶において、他の超伝導相と共存する高T₂超伝導状態（SC-I相）の観察を報告します。その場でのシンクロトロンX線回折の結果は、分解した硫黄の存在を除外し、室温での2つの構造相転移と、低温での追加の転移を確認します。これにより、複数の超伝導相の出現に寄与します。SC-I相は158 GPaでの非飽和T₂が16.4 Kを示し、147 GPaでのT₂∼15.2 Kに対して、バルクTMDCsの中で最高の上部臨界磁場μ₀H₂₂(0) ≈29.7 Tを示し、弱結合パウリ制限を超えています。これらの結果は、圧縮されたHfS₂における豊富なSC特性と繊細な構造を明らかにし、TMDCsの超伝導に関する理解を深めます。