Ferromagnetisk superleder - Ferromagnetic superconductor

Ferromagnetiske superledere er materialer som viser iboende sameksistens av ferromagnetisme og superledningsevne . De inkluderer UGe ₂ , URhGe og UCoGe. Bevis for ferromagnetisk superledningsevne ble også rapportert for ZrZn ₂ i 2001, men senere rapporter setter spørsmålstegn ved disse funnene. Disse materialene viser superledningsevne i nærheten av et magnetisk kvantekritisk punkt.

Naturen til den superledende tilstanden i ferromagnetiske superledere er for tiden under debatt. Tidlige undersøkelser studerte sameksistensen av konvensjonell s- bølge superledningsevne med omreisende ferromagnetisme. Scenariet med parring av spin-triplett fikk imidlertid snart overtaket. En gjennomsnittsfeltmodell for sameksistens av parring av spin-triplett og ferromagnetisme ble utviklet i 2005.

Disse modellene vurderer jevn sameksistens av ferromagnetisme og superledningsevne, dvs. de samme elektronene som både er ferromagnetiske og superledende samtidig. Et annet scenario der det er et samspill mellom magnetisk og superledende orden i samme materiale er superledere med spiralformet eller spiralformet magnetisk orden. Eksempler på slike innbefatter ErRh ₄ B ₄ og homo ₆ S ₈ . I disse tilfellene fletter de superledende og magnetiske ordenparametrene hverandre i et romlig modulert mønster, som muliggjør deres gjensidige sameksistens, selv om den ikke lenger er ensartet. Selv sammenkobling av spin-singlet kan eksistere sammen med ferromagnetisme på denne måten.

Teori

I konvensjonelle superledere har elektronene som utgjør Cooper-paret motsatt spinn, og danner såkalte spin-singlet-par. Imidlertid er andre typer sammenkoblinger også tillatt av det styrende Pauli-prinsippet. I nærvær av et magnetfelt har spinn en tendens til å justere seg med feltet, noe som betyr at et magnetfelt er skadelig for eksistensen av Cooper-par med spinn-singlett. Et levedyktig middelfelt Hamilton for modellering av omreisende ferromagnetisme som eksisterer sammen med en ikke-enhetlig spin-triplett-tilstand, kan etter diagonalisering skrives som:

${\ displaystyle H = H_ {0} + \ sum _ {\ mathbf {k} \ sigma} E _ {\ mathbf {k} \ sigma} \ gamma _ {\ mathbf {k} \ sigma} ^ {\ dolk} \ gamma _ {\ mathbf {k} \ sigma}}$ ,

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

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

Referanser

Videre lesning

• Soltan Soltan (2005). Interaksjon av superledningsevne og ferromagnetisme i YBCO-LCMO . Cuvillier Verlag. s. 1. ISBN   3-86537-349-6 .
• T Herrmannsdörfer & F Pobell (2003). "Samspillet mellom superledningsevne og kjernemagnetisme". I Israel D Vagner; Peter Wyder & Tsofar Maniv (red.). Nylige trender i teorien om fysiske fenomener i høye magnetiske felt . Springer. s. 18. ISBN   1-4020-1373-6 .
• T Moriya & K Ueda; Ueda (2003). "Antiferromagnetic spin fluktuation and superconductivity". Rep Prog Phys . 66 (8): 1299–1341. Bibcode : 2003RPPh ... 66.1299M . doi : 10.1088 / 0034-4885 / 66/8/202 .
• Ferromagnetiske superledere - Liste over autoritetsartikler på arxiv.org