Тяжелый фермионный сверхпроводник
Тяжелые фермионные сверхпроводники представляют собой тип нетрадиционных сверхпроводников .
Первый тяжелый фермионный сверхпроводник CeCu 2 Si 2 был открыт Фрэнком Стеглихом в 1978 году. [1]
С тех пор было обнаружено более 30 тяжелых фермионных сверхпроводников (в материалах на основе Ce, U) с критической температурой до 2,3 К (в CeCoIn 5 ). [2]
| Материал | Т С (К) | комментарии | оригинальная ссылка |
|---|---|---|---|
| CeCu 2 Si 2 | 0.7 | первый нетрадиционный сверхпроводник | [1] |
| ЦеКоИн 5 | 2.3 | самая высокая температура из всех тяжелых фермионов на основе Ce | [2] |
| КЕПТ 3 Си | 0.75 | первый сверхпроводник с тяжелыми фермионами с нецентросимметричной кристаллической структурой | [3] |
| СеИн 3 | 0.2 | сверхпроводимость только при высоких давлениях | [4] |
| Будь 13 | 0.85 | p-волновой сверхпроводник | [5] |
| УПт 3 | 0.48 | несколько различных сверхпроводящих фаз | [6] |
| УРу 2 Си 2 | 1.3 | загадочная «фаза скрытого порядка» ниже 17 К | [7] |
| УПД 2 Аль 3 | 2.0 | антиферромагнитный ниже 14 К | [8] |
| UNi2AlУНИ2Ал3 | 1.1 | антиферромагнитный ниже 5 К | [9] |
Тяжелые фермионные материалы представляют собой интерметаллические соединения, содержащие редкоземельные или актинидные элементы. f-электроны этих атомов гибридизуются с нормальными электронами проводимости, что приводит к образованию квазичастиц с увеличенной эффективной массой. [ нужна ссылка ]
Из измерений удельной теплоемкости (ΔC/C(TC ) известно, что куперовские пары в сверхпроводящем состоянии также образуются тяжелыми квазичастицами. [10] В отличие от обычных сверхпроводников он не может быть описан теорией БКШ. Благодаря большой эффективной массе, [11] тот Скорость Ферми уменьшена и сравнима с обратной дебаевской частотой. Это приводит к несостоятельности представления об электронах, поляризующих решетку, как о силе притяжения. [ нужна ссылка ]
Некоторые тяжелые фермионные сверхпроводники являются кандидатами на фазу Фульде-Феррелла-Ларкина-Овчинникова (FFLO) . [12] В частности, имеются доказательства того, что CeCoIn 5 вблизи критического поля находится в состоянии FFLO. [13]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Стеглич, Ф.; Аартс, Дж.; Бредл, CD; Лике, В.; Мешеде, Д.; Франц, В.; Шефер, Х. (1979). «Сверхпроводимость в присутствии сильного парамагнетизма Паули: CeCu 2 Si 2 ». Письма о физических отзывах . 43 (25): 1892–1896. Бибкод : 1979PhRvL..43.1892S . doi : 10.1103/PhysRevLett.43.1892 . hdl : 1887/81461 . S2CID 123497750 .
- ^ Перейти обратно: а б 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». Физический журнал: конденсированное вещество . 13 (17): Л337. arXiv : cond-mat/0103168 . Бибкод : 2001JPCM...13L.337P . дои : 10.1088/0953-8984/13/17/103 . S2CID 59148857 .
- ^ Э. Бауэр; и др. (2004). «Тяжелая фермионная сверхпроводимость и магнитный порядок в нецентросимметричном CePt3Si». Физ. Преподобный Летт . 92 (2): 027003. arXiv : cond-mat/0308083 . Бибкод : 2004PhRvL..92b7003B . doi : 10.1103/PhysRevLett.92.027003 . ПМИД 14753961 . S2CID 20007050 .
- ^ 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. Бибкод : 1998Natur.394...39M . дои : 10.1038/27838 . S2CID 52837444 .
- ^ Отт, HR; Рюдижер, Х.; Фиск, З.; Смит, Дж.Л. (1983). «UBe 13 : нетрадиционный актинидный сверхпроводник» . Физ. Преподобный Летт . 50 (20): 1595. Бибкод : 1983PhRvL..50.1595O . doi : 10.1103/PhysRevLett.50.1595 .
- ^ Стюарт, Греция; Фиск, З.; Уиллис, Джо; Смит, Дж.Л. (1984). «Возможность сосуществования объемной сверхпроводимости и спиновых флуктуаций в UPt 3 » . Физ. Преподобный Летт . 52 (8): 679. Бибкод : 1984PhRvL..52..679S . дои : 10.1103/PhysRevLett.52.679 . S2CID 73591098 .
- ^ Пальстра, ТТМ и Меновский, А.А., Берг, Дж. ван ден и Диркмаат, А.Дж., Кес, П.Х. и Ньювенхейс, Г.Дж. и Мидош, Дж.А. (1985). «Сверхпроводящие и магнитные переходы в системе тяжелых фермионов URu2Si2» . Физ. Преподобный Летт . 55 (24): 2727–2730. Бибкод : 1985PhRvL..55.2727P . doi : 10.1103/PhysRevLett.55.2727 . ПМИД 10032222 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Гейбель, К.; Шанк, К.; Тис, С.; Китадзава, Х.; Бредл, CD; Бём, А.; Рау, М.; Грауэль, А.; Каспари, Р.; Хелфрич, Р.; Альхайм, Ю.; Вебер, Г.; Стеглич, Ф. (1991). «Тяжелофермионная сверхпроводимость при Т с =2К в антиферромагнетике UPd 2 Al 3 ». З. Физ. Б. 84 (1): 1. Бибкод : 1991ZPhyB..84....1G . дои : 10.1007/BF01453750 . S2CID 121939561 .
- ^ Гейбель, К.; Тис, С.; Качоровски, Д.; Менер, А.; Грауэль, А.; Зейдель, Б.; Альхайм, Ю.; Хелфрич, Р.; Петерсен, К.; Бредл, CD; Стеглич, Ф. (1991). «Новый сверхпроводник с тяжелыми фермионами: UNI 2 Al 3 ». З. Физ. Б. 83 (3): 305. Бибкод : 1991ZPhyB..83..305G . дои : 10.1007/BF01313397 . S2CID 121206896 .
- ^ Нил В. Эшкрофт и Н. Дэвид Мермин, Физика твердого тела
- ^ 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 .
- ^ 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 .
- ^ Бьянки, А.; Мовшович Р.; Капан, К.; Пальюзо, PG; Саррао, JL (2003). «Возможное состояние Фульде-Феррелла-Ларкина-Овчинникова в CeCoIn 5 ». Физ. Преподобный Летт . 91 (18): 187004. arXiv : cond-mat/0304420 . Бибкод : 2003PhRvL..91r7004B . doi : 10.1103/PhysRevLett.91.187004 . ПМИД 14611309 . S2CID 25005211 .