Новая квантовая критичность, обнаруженная в сверхпроводимости
Используя методы твердотельного ядерного магнитного резонанса (ssNMR), ученые из Лаборатории Эймса Министерства энергетики США обнаружили новую квантовую критичность в сверхпроводящем материале, ведущую к большему пониманию связи между магнетизмом и нетрадиционной сверхпроводимостью.
Большинство железоарсенидных сверхпроводников имеют как магнитные, так и структурные (или нематические) переходы, что затрудняет понимание их роли в сверхпроводящих состояниях.
Но было обнаружено, что соединение кальция, калия, железа и мышьяка, легированное небольшим количеством никеля, CaK(Fe1−xNix)4As4, впервые созданное в лаборатории Эймса, проявляет новое магнитное состояние, называемое спин-вихревым кристаллическим антиферромагнитным состоянием без нематических переходов.
«Спиновые или нематические колебания могут считаться важной ролью для нетрадиционной сверхпроводимости», — сказал Юджи Фурукава, старший научный сотрудник лаборатории Эймс и профессор физики и астрономии в Университете штата Айова. «В этом конкретном материале мы смогли исследовать только магнитные флуктуации, а NMR — один из самых чувствительных методов их изучения».
«Используя 75A-NMR мы обнаружили, что CaK(Fe1−xNix)4As4 расположен вблизи скрытой квантовой критической точки SVC AFM (QCP). Открытие магнитной квантовой критичности без нематичности в CaK (Fe1−xNix)4As4 позволяет предположить, что спиновые флуктуации являются основным драйвером сверхпроводимости».
«Это новый тип магнитного порядка», — говорят ученые. «У нас есть интересное взаимодействие сверхпроводимости и магнетизма от высоких температур в нормальном состоянии, что дает нам некоторое представление о том, что высокотемпературная сверхпроводимость может исходить из этого квантового критического антиферромагнитного перехода».
Q.-P. Ding et al. Hedgehog Spin-Vortex Crystal Antiferromagnetic Quantum Criticality in CaK(Fe1−xNix)4As4 Revealed by NMR, Physical Review Letters (2018). DOI: 10.1103/PhysRevLett.121.137204