Nadprzewodnik ferromagnetyczny - Ferromagnetic superconductor

Nadprzewodniki ferromagnetyczne to materiały wykazujące nieodłączne współistnienie ferromagnetyzmu i nadprzewodnictwa . Obejmują one UGe ₂ , URhGe i UCoGe. Dowody na nadprzewodnictwo ferromagnetyczne zostały również zgłoszone dla ZrZn ₂ w 2001 roku, ale późniejsze raporty kwestionują te odkrycia. Materiały te wykazują nadprzewodnictwo w pobliżu magnetycznego kwantowego punktu krytycznego.

Charakter stanu nadprzewodnictwa w nadprzewodnikach ferromagnetycznych jest obecnie przedmiotem dyskusji. Wczesne badania dotyczyły współistnienia konwencjonalnego nadprzewodnictwa fali s z wędrownym ferromagnetyzmem. Jednak scenariusz parowania spin-triplet szybko zyskał przewagę. Model pola średniego dla współistnienia par spin-triplet i ferromagnetyzmu został opracowany w 2005 roku.

Modele te uwzględniają jednorodne współistnienie ferromagnetyzmu i nadprzewodnictwa, tj. Te same elektrony, które są jednocześnie ferromagnetykiem i nadprzewodnictwem. Innym scenariuszem, w którym występuje wzajemne oddziaływanie między porządkiem magnetycznym i nadprzewodzącym w tym samym materiale, są nadprzewodniki o spiralnym lub helikalnym porządku magnetycznym. Przykłady takich obejmują ErRh ₄ B ₄ i HoMo ₆ S ₈ . W takich przypadkach parametry nadprzewodnictwa i porządku magnetycznego splatają się ze sobą w modulowany przestrzennie wzór, który pozwala na ich wzajemne współistnienie, chociaż nie jest już jednorodny. W ten sposób nawet para spin-singlet może współistnieć z ferromagnetyzmem.

Teoria

W konwencjonalnych nadprzewodnikach elektrony tworzące parę Coopera mają przeciwny spin, tworząc tak zwane pary spin-singlet. Jednak rządząca zasada Pauliego dopuszcza również inne rodzaje par. W obecności pola magnetycznego spiny mają tendencję do ustawiania się w jednej linii z polem, co oznacza, że ​​pole magnetyczne jest szkodliwe dla istnienia par spin-singlet Coopera. Realny hamiltonian pola średniego do modelowania wędrownego ferromagnetyzmu współistniejącego z niejednolitym stanem spin-trypletu można po diagonalizacji zapisać jako:

${\ Displaystyle H = H_ {0} + \ suma _ {\ mathbf {k} \ sigma} E _ {\ mathbf {k} \ sigma} \ gamma _ {\ mathbf {k} \ sigma} ^ {\ dagger} \ gamma _ {\ mathbf {k} \ sigma}}$ ,

${\ Displaystyle H_ {0} = {\ Frac {1} {2}} \ sum _ {\ mathbf {k} \ sigma} (\ xi _ {\ mathbf {k} \ sigma} -E _ {\ mathbf {k } \ sigma} - \ Delta _ {\ mathbf {k} \ sigma} ^ {\ dagger} b _ {\ mathbf {k} \ sigma}) + INM ^ {2} / 2}$ ,

${\ Displaystyle E _ {\ mathbf {k} \ sigma} = {\ sqrt {\ xi _ {\ mathbf {k} \ sigma} ^ {2} + | \ Delta _ {\ mathbf {k} \ sigma} | ^ {2}}}}$ .

Bibliografia

Dalsza lektura

• Soltan Soltan (2005). Interakcja nadprzewodnictwa i ferromagnetyzmu w YBCO-LCMO . Cuvillier Verlag. p. 1. ISBN   3-86537-349-6 .
• T Herrmannsdörfer & F Pobell (2003). „Wzajemne oddziaływanie nadprzewodnictwa i magnetyzmu jądrowego”. W Izraelu D Vagner; Peter Wyder & Tsofar Maniv (red.). Najnowsze trendy w teorii zjawisk fizycznych w wysokich polach magnetycznych . Skoczek. p. 18. ISBN   1-4020-1373-6 .
• T Moriya & K. Ueda; Ueda (2003). „Antyferromagnetyczne fluktuacje spinu i nadprzewodnictwo”. Rep Prog Phys . 66 (8): 1299–1341. Bibcode : 2003RPPh ... 66.1299M . doi : 10.1088 / 0034-4885 / 66/8/202 .
• Nadprzewodniki ferromagnetyczne - lista artykułów autorytatywnych na arxiv.org