Feromagnetický supravodič - Ferromagnetic superconductor

Feromagnetické supravodiče jsou materiály, které vykazují vnitřní koexistenci feromagnetismus a supravodivost. Zahrnují UGe₂,^[1] URhGe,^[2] a UCoGe.^[3] Důkazy feromagnetické supravodivosti byly hlášeny také pro ZrZn₂ v roce 2001, ale později zprávy^[4] zpochybnit tato zjištění. Tyto materiály vykazují supravodivost v blízkosti magnetického kvantového kritického bodu.

O povaze supravodivého stavu ve feromagnetických supravodičích se v současné době diskutuje. Časná vyšetřování^[5] studoval koexistenci konvenčních s- vlnová supravodivost s putovním feromagnetismem. Scénář párování spin-triplet však brzy získal převahu.^[6]^[7] V roce 2005 byl vyvinut model středního pole pro koexistenci párování spin-triplet a feromagnetismu.^[8]^[9]

Tyto modely uvažují o jednotné koexistenci feromagnetismu a supravodivosti, tj. Stejných elektronů, které jsou feromagnetické i supravodivé současně. Dalším scénářem, kde existuje souhra mezi magnetickým a supravodivým řádem ve stejném materiálu, jsou supravodiče se spirálovým nebo spirálovým magnetickým řádem. Mezi příklady takových patří ErRh₄B₄ a HoMo₆S₈. V těchto případech se parametry supravodivého a magnetického řádu navzájem proplétají v prostorově modulovaném vzoru, který umožňuje jejich vzájemné koexistence, i když již není jednotný. Tímto způsobem může spolu s feromagnetismem koexistovat i párování se singletem.

Teorie

V konvenčních supravodičích jsou elektrony tvořící Cooper pár mají opačný spin, tvořící takzvané dvojice spin-singlet. Pauliho princip však umožňuje i jiné typy párování. V přítomnosti magnetického pole mají rotace tendenci se srovnávat s polem, což znamená, že magnetické pole je škodlivé pro existenci dvojic spin-singlet Cooper. Životaschopný Hamiltonián pro střední pole pro modelování putovního feromagnetismu koexistujícího s neunitárním stavem spin-triplet lze po diagonalizaci zapsat jako:^[8]^[9]

${displaystyle H = H_ {0} + součet _ {mathbf {k} sigma} E_ {mathbf {k} sigma} gamma _ {mathbf {k} sigma} ^ {dagger} gamma _ {mathbf {k} sigma}}$ ,

${displaystyle H_ {0} = {frac {1} {2}} součet _ {mathbf {k} sigma} (xi _ {mathbf {k} sigma} -E_ {mathbf {k} sigma} -Delta _ {mathbf { k} sigma} ^ {dagger} b_ {mathbf {k} sigma}) + INM ^ {2} / 2}$ ,

${displaystyle E_ {mathbf {k} sigma} = {sqrt {xi _ {mathbf {k} sigma} ^ {2} + | Delta _ {mathbf {k} sigma} | ^ {2}}}}$ .

Reference

^ Saxena, S. S .; Agarwal, P; Agarwal, P .; Ahilan, K .; Grosche, F. M .; Haselwimmer, R. K. W .; Steiner, M. J .; Pugh, E .; et al. (2000). „Supravodivost na hranici putujícího elektronového feromagnetismu v UGe₂". Příroda. 406 (6796): 587–92. Bibcode:2000Natur.406..587S. doi:10.1038/35020500. PMID 10949292.
^ Aoki, Dai; Huxley, Andrew; Ressouche, Eric; Braithwaite, Daniel; Flouquet, Jacques; Brison, Jean-Pascal; Lhotel, Elsa; Paulsen, Carley (2001). "Koexistence supravodivosti a feromagnetismu v URhGe". Příroda. 413 (6856): 613–6. Bibcode:2001 Natur.413..613A. doi:10.1038/35098048. PMID 11595943.
^ Huy, N .; Gasparini, A .; De Nijs, D .; Huang, Y .; Klaasse, J .; Gortenmulder, T .; De Visser, A .; Hamann, A .; Görlach, T .; Löhneysen, H. (2007). "Supravodivost na hranici slabého putujícího feromagnetismu v UCoGe". Dopisy o fyzické kontrole. 99 (6): 67006. arXiv:0708.1388. Bibcode:2007PhRvL..99f7006H. doi:10.1103 / PhysRevLett.99.067006. PMID 17930860.
^ Yelland, E .; Hayden, S .; Yates, S .; Pfleiderer, C .; Uhlarz, M .; Vollmer, R .; Löhneysen, H .; Bernhoeft, N .; Smith, R .; Saxena, S.S .; Kimura, N. (2005). "Supravodivost vyvolaná jiskrovou erozí v ZrZn2". Fyzický přehled B. 72 (21): 214523. arXiv:cond-mat / 0502341. Bibcode:2005PhRvB..72u4523Y. doi:10.1103 / PhysRevB.72.214523.
^ Karchev, N. I .; Blagoev, K. B .; Bedell, K. S .; Littlewood, P. B. (1999-11-30). „Koexistence supravodivosti a feromagnetismu ve feromagnetických kovech“. arXiv:cond-mat / 9911489.
^ MacHida, Kazushige; Ohmi, Tetsuo (2001). "Teorie feromagnetické supravodivosti". Dopisy o fyzické kontrole. 86 (5): 850–3. arXiv:cond-mat / 0008245. Bibcode:2001PhRvL..86..850M. doi:10.1103 / PhysRevLett.86.850. PMID 11177956.
^ Samokhin, K .; Walker, M. (2002). Msgstr "Objednat symetrii parametrů ve feromagnetických supravodičích". Fyzický přehled B. 66 (17): 174501. arXiv:cond-mat / 0206487. Bibcode:2002PhRvB..66q4501S. doi:10.1103 / PhysRevB.66.174501.
^ ^A ^b Nevidomskyy, Andriy (2005). „Koexistence feromagnetismu a supravodivosti v blízkosti kvantového fázového přechodu: přechod typu Heisenberg - Ising“. Dopisy o fyzické kontrole. 94 (9): 97003. arXiv:cond-mat / 0412247. Bibcode:2005PhRvL..94i7003N. doi:10.1103 / PhysRevLett.94.097003. PMID 15783990.
^ ^A ^b Linder, J .; Sudbø, A. (2007). "Kvantový transport v necentrosymmetrických supravodičích a termodynamika feromagnetických supravodičů". Fyzický přehled B. 76 (5): 54511. arXiv:0707.2875. Bibcode:2007PhRvB..76e4511L. doi:10.1103 / PhysRevB.76.054511.

Další čtení

Soltan Soltan (2005). Interakce supravodivosti a feromagnetismu v YBCO-LCMO. Cuvillier Verlag. str. 1. ISBN 3-86537-349-6.
T Herrmannsdörfer & F Pobell (2003). „Souhra supravodivosti a jaderného magnetismu“. V Izraeli D. Vagner; Peter Wyder & Tsofar Maniv (eds.). Současné trendy v teorii fyzikálních jevů ve vysokých magnetických polích. Springer. str. 18. ISBN 1-4020-1373-6.
T Moriya & K Ueda; Ueda (2003). "Antiferomagnetická fluktuace spinu a supravodivost". Rep Prog Phys. 66 (8): 1299–1341. Bibcode:2003RPPh ... 66,1299 mil. doi:10.1088/0034-4885/66/8/202.
Feromagnetické supravodiče - Seznam autoritních článků na arxiv.org

[Agarwal1-1] Saxena, S. S .; Agarwal, P; Agarwal, P .; Ahilan, K .; Grosche, F. M .; Haselwimmer, R. K. W .; Steiner, M. J .; Pugh, E .; et al. (2000). „Supravodivost na hranici putujícího elektronového feromagnetismu v UGe₂". Příroda. 406 (6796): 587–92. Bibcode:2000Natur.406..587S. doi:10.1038/35020500. PMID 10949292.

[Argawal2-2] Aoki, Dai; Huxley, Andrew; Ressouche, Eric; Braithwaite, Daniel; Flouquet, Jacques; Brison, Jean-Pascal; Lhotel, Elsa; Paulsen, Carley (2001). "Koexistence supravodivosti a feromagnetismu v URhGe". Příroda. 413 (6856): 613–6. Bibcode:2001 Natur.413..613A. doi:10.1038/35098048. PMID 11595943.

[Huang-3] Huy, N .; Gasparini, A .; De Nijs, D .; Huang, Y .; Klaasse, J .; Gortenmulder, T .; De Visser, A .; Hamann, A .; Görlach, T .; Löhneysen, H. (2007). "Supravodivost na hranici slabého putujícího feromagnetismu v UCoGe". Dopisy o fyzické kontrole. 99 (6): 67006. arXiv:0708.1388. Bibcode:2007PhRvL..99f7006H. doi:10.1103 / PhysRevLett.99.067006. PMID 17930860.

[Yelland-4] Yelland, E .; Hayden, S .; Yates, S .; Pfleiderer, C .; Uhlarz, M .; Vollmer, R .; Löhneysen, H .; Bernhoeft, N .; Smith, R .; Saxena, S.S .; Kimura, N. (2005). "Supravodivost vyvolaná jiskrovou erozí v ZrZn2". Fyzický přehled B. 72 (21): 214523. arXiv:cond-mat / 0502341. Bibcode:2005PhRvB..72u4523Y. doi:10.1103 / PhysRevB.72.214523.

[Karchev-5] Karchev, N. I .; Blagoev, K. B .; Bedell, K. S .; Littlewood, P. B. (1999-11-30). „Koexistence supravodivosti a feromagnetismu ve feromagnetických kovech“. arXiv:cond-mat / 9911489.

[Machida-6] MacHida, Kazushige; Ohmi, Tetsuo (2001). "Teorie feromagnetické supravodivosti". Dopisy o fyzické kontrole. 86 (5): 850–3. arXiv:cond-mat / 0008245. Bibcode:2001PhRvL..86..850M. doi:10.1103 / PhysRevLett.86.850. PMID 11177956.

[Walker-7] Samokhin, K .; Walker, M. (2002). Msgstr "Objednat symetrii parametrů ve feromagnetických supravodičích". Fyzický přehled B. 66 (17): 174501. arXiv:cond-mat / 0206487. Bibcode:2002PhRvB..66q4501S. doi:10.1103 / PhysRevB.66.174501.

[Nevidomskyy-8] A ^b Nevidomskyy, Andriy (2005). „Koexistence feromagnetismu a supravodivosti v blízkosti kvantového fázového přechodu: přechod typu Heisenberg - Ising“. Dopisy o fyzické kontrole. 94 (9): 97003. arXiv:cond-mat / 0412247. Bibcode:2005PhRvL..94i7003N. doi:10.1103 / PhysRevLett.94.097003. PMID 15783990.

[Lindner-9] A ^b Linder, J .; Sudbø, A. (2007). "Kvantový transport v necentrosymmetrických supravodičích a termodynamika feromagnetických supravodičů". Fyzický přehled B. 76 (5): 54511. arXiv:0707.2875. Bibcode:2007PhRvB..76e4511L. doi:10.1103 / PhysRevB.76.054511.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]