ЦеКоИн 5
CeCoIn 5 («Церий-Кобальт-Индий 5») представляет собой сверхпроводник с тяжелыми фермионами со слоистой кристаллической структурой и несколько двумерными свойствами электронного транспорта. [ 1 ] Критическая температура 2,3 К является самой высокой среди всех сверхпроводников с тяжелыми фермионами на основе Ce. [ 2 ]
Система материалов
[ редактировать ]CeCoIn 5 является членом богатого семейства соединений тяжелых фермионов . [ 3 ] [ 4 ] CeIn 3 — тяжелый фермионный металл с кубической кристаллической структурой, антиферромагнитно упорядоченный при температуре ниже 10 К. При приложении внешнего давления антиферромагнетизм в CeIn 3 непрерывно подавляется и на фазовой диаграмме возникает сверхпроводящий купол вблизи антиферромагнитной квантовой критической точки . [ 5 ] CeCoIn 5 имеет тетрагональную кристаллическую структуру, и элементарную ячейку CeCoIn 5 можно рассматривать как «CeIn 3 с дополнительным слоем CoIn 2 на элементарную ячейку». Близким к CeCoIn 5 является материал с тяжелыми фермионами CeRhIn 5 , который имеет ту же кристаллическую структуру и который антиферромагнитно упорядочивается ниже 4K, но не становится сверхпроводящим при окружающем давлении. При высоком давлении CeRhIn 5 становится сверхпроводящим с максимальной Т c чуть выше 2 К при давлении около 2 ГПа. [ 6 ] и при этом же давлении поверхность Ферми CeRhIn 5 изменяется [ 7 ] предполагая так называемую локальную квантовую критичность. Такую же кристаллическую структуру имеет и соединение PuCoGa 5 , которое является сверхпроводником с T c около 18,5 К и которое можно считать промежуточным между тяжелофермионными и купратными сверхпроводниками . [ 8 ] [ 9 ]
Выращивание монокристаллического CeCoIn 5 оказалось очень успешным вскоре после открытия материала, и большие монокристаллы CeCoIn 5 , необходимые для неупругого рассеяния нейтронов были получены . (В отличие от некоторых других соединений с тяжелыми фермионами, где рост монокристаллов является более сложной задачей.)
Сверхпроводящие свойства
[ редактировать ]Верхнее критическое магнитное поле H c2 сверхпроводящего состояния CeCoIn 5 анизотропно в соответствии с кристаллической структурой и другими физическими свойствами. Для магнитных полей, приложенных вдоль направления [100], H c2 составляет примерно 11,6 Тл, а H c2 для полей вдоль направлений [001] — 4,95 Тл. [ 10 ]
Сверхпроводящий параметр порядка обладает d-волновой симметрией, как установлено несколькими экспериментами: [ 11 ] [ 12 ] такие как сканирующая туннельная микроскопия (СТМ) и спектроскопия (СТС). [ 13 ]
Детальные исследования вблизи критического поля были проведены на CeCoIn 5 , и были обнаружены признаки того, что определенные режимы на фазовой диаграмме этого материала следует интерпретировать в терминах фазы Фульде-Феррелла-Ларкина-Овчинникова (FFLO) . [ 10 ] [ 1 ] Впоследствии нейтронографические эксперименты показали, что этот режим имеет более сложную фазу, которая также демонстрирует несоизмеримый антиферромагнитный порядок, так называемую «Q-фазу». [ 14 ]
доказательства делокализации квантового фазового перехода без нарушения симметрии. Представлены [ 15 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Мацуда, Юджи; Симахара, Хироши (2007). «Состояние Фульде-Феррелла-Ларкина-Овчинникова в тяжелых фермионных сверхпроводниках». Дж. Физ. Соц. Япония . 76 (5): 051005. arXiv : cond-mat/0702481 . Бибкод : 2007JPSJ...76e1005M . дои : 10.1143/JPSJ.76.051005 . S2CID 119429977 .
- ^ Петрович, К.; Пальюзо, PG; Хандли, МФ; Мовшович Р.; Саррао, JL ; Томпсон, доктор медицинских наук; Фиск, З.; Монту, П. (2001). «Тяжелые фермионные сверхпроводимости в CeCoIn 5 при 2,3 К». J. Phys.: Condens. Иметь значение . 13 (17): Л337–Л342. arXiv : cond-mat/0103168 . Бибкод : 2001JPCM...13L.337P . дои : 10.1088/0953-8984/13/17/103 . S2CID 59148857 .
- ^ Томпсон, доктор медицинских наук; Никлас, М.; Бьянки, А.; Мовшович Р.; Льобет, А.; Бао, В.; Малиновский А.; Хандли, МФ; Морено, НЕТ; Пальюзо, PG; Саррао, JL; Накацудзи, С.; Фиск, З.; Борт, Р.; Лендьел, Э.; Ошлер, Н.; Спарн, Г.; Стеглич, Ф. (2003). «Магнетизм и нетрадиционная сверхпроводимость в Ce n M m In 3n + 2m кристаллах тяжелых фермионов ». Физика Б. 329–333: 446–449. arXiv : cond-mat/0209115 . Бибкод : 2003PhyB..329..446T . дои : 10.1016/S0921-4526(02)01987-7 . S2CID 119105150 .
- ^ Пфлайдерер, К. (2009). «Сверхпроводящие фазы f-электронных соединений». Обзоры современной физики . 81 (4): 1551–1624. arXiv : 0905.2625 . Бибкод : 2009РвМП...81.1551П . дои : 10.1103/RevModPhys.81.1551 . S2CID 119218693 .
- ^ Матур, Северная Дакота; Гроше, FM; Джулиан, СР; Уокер, ИК; Фрей, DM; Хазельвиммер, RKW; Лонзарич, Г.Г. (1998). «Магнитно-опосредованная сверхпроводимость в соединениях тяжелых фермионов». Природа . 394 (6688): 39–43. Бибкод : 1998Natur.394...39M . дои : 10.1038/27838 . S2CID 52837444 .
- ^ Хеггер, Х.; Петрович, К.; Мошопулу, Е.Г.; Хандли, МФ; Саррао, JL; Фиск, З.; Томпсон, доктор юридических наук (2000). «Сверхпроводимость, индуцированная давлением в квази-2D CeRhIn 5 » . Физ. Преподобный Летт . 84 (21): 4986–4989. Бибкод : 2000PhRvL..84.4986H . doi : 10.1103/PhysRevLett.84.4986 . ПМИД 10990848 . S2CID 11609334 .
- ^ Шишидо, Хироаки; Саттаи, Рикио; Харима, Хиатомо; Онуки, Ёсичика (2005). «Резкое изменение поверхности Ферми при критическом давлении в CeRhIn 5 : исследование dHvA под давлением». Дж. Физ. Соц. Япония 74 (4): 1103–1106. Бибкод : 2005JPSJ...74.1103S . дои : 10.1143/jpsj.74.1103 .
- ^ Дж. Л. Саррао и др., Nature 420 297 (2002) «Сверхпроводимость на основе плутония с температурой перехода выше 18 К»
- ^ Бауэр, Эд; Томпсон, доктор юридических наук (2015). «Системы тяжелых фермионов на основе плутония». Анну. Преподобный Конденсирует. Физика Материи . 6 : 137–153. arXiv : 1601.06329 . Бибкод : 2015ARCMP...6..137B . doi : 10.1146/annurev-conmatphys-031214-014508 . S2CID 119303493 .
- ^ Jump up to: а б Уайт, А.; Мовшович Р.; Капан, К.; Паллиатив, ПГ; Саррао, Дж. Л. (2003). «Возможное состояние Фульде-Феррелла-Ларкина-Овчинникова в CeCoIn 5 ». Физ. Преподобный о. Летт . 91 (18): 187004. arXiv : cond-mat/0304420 . Бибкод : 2003PhRvL..91r7004B . doi : 10.1103/PhysRevLett.91.187004 . ПМИД 14611309 . S2CID 25005211 .
- ^ Кохори, Ю.; и др. (2001). «ЯМР и ЯКР исследования тяжелых фермионных сверхпроводников CeTIn 5 (T = Co и Ir)». Физ. Преподобный Б. 64 (13): 134526. Бибкод : 2001PhRvB..64m4526K . дои : 10.1103/PhysRevB.64.134526 .
- ^ Идзава, К.; и др. (2001). «Угловое положение узлов в сверхпроводящей щели квази-2D тяжелофермионного сверхпроводника CeCoIn 5 ». Физ. Преподобный Летт . 87 (5): 057002. arXiv : cond-mat/0104225 . Бибкод : 2001PhRvL..87e7002I . doi : 10.1103/PhysRevLett.87.057002 . ПМИД 11497799 . S2CID 2738552 .
- ^ BB Zhou et al., Nature Physics 9 , 474–479 (2013) «Визуализация узловой сверхпроводимости тяжелых фермионов в CeCoIn 5 »
- ^ Кензельманн, М.; Гербер, С.; Гавилано, Дж.Л.; Штрассле, Т.; Бьянки, AD; Рессуш, Э.; Мовшович Р.; Бауэр; Саррао, JL; Томпсон, доктор юридических наук (2010). «Доказательства существования сверхпроводящей Q-фазы CeCoIn 5 с магнитным управлением » . Физ. Преподобный Летт . 104 (12): 127001. Бибкод : 2010PhRvL.104l7001K . doi : 10.1103/PhysRevLett.104.127001 . ПМИД 20366558 .
- ^ Максимович, Никола; Эйлботт, Дэниел Х.; Кукмейер, Тесса; Ван, Фанхуэй; Руш, Ян; Нагараджан, Викрам; Хейли, Шеннон С.; Манив, Эран; Гонг, Аманда; Фаубель, Стефано; Хейс, Ян М. (2022). «Доказательства делокализации квантового фазового перехода без нарушения симметрии в CeCoIn5» . Наука . 375 (6576): 76–81. Бибкод : 2022Sci...375...76M . дои : 10.1126/science.aaz4566 . ОСТИ 1856508 . ПМИД 34855511 . S2CID 245828322 .