(a) Diagrama de fase de campo medio de los estados magnéticos en pnictides de hierro [15]. (b), (c) Diagrama de fase y estructura magnética SVC de CaK(Fe1−x nix )4 Como4 . La flecha marca el dopaje en este estudio. (d) El plano de dispersión y la definición de las direcciones de polarización de espín en el espacio recíproco. (e) Imagen esquemática de los momentos fluctuantes bajo orden SVC. Suponiendo M2 es fijo, M1 se le permite fluctuar transversalmente fuera del plano (Mc ) o longitudinal en el plano (Ma ). (f) Parámetro de orden magnético en Q =(1,0,1) y (1, 0, 3) medidos por dispersión de neutrones elásticos polarizados. (g) Tres componentes de momentos estáticos (abierto) en comparación con los resultados no polarizados (sólido). Crédito:Cartas de revisión física (2022). DOI:10.1103/PhysRevLett.128.137003
En los superconductores no convencionales, el principal desafío en la investigación del mecanismo es revelar cómo los electrones se forman en pares de Cooper y se condensan colectivamente en un estado superconductor bajo ambas interacciones de carga y espín. Los superconductores a base de hierro son similares a los superconductores de óxido de cobre y fermiones pesados, y también exhiben fuertes fluctuaciones de espín, que probablemente promuevan el emparejamiento superconductor al actuar como el "pegamento de emparejamiento" bosónico. Tal argumento está respaldado por un modo de resonancia de espín con un escalado universalmente lineal de energía máxima con Tc . Sin embargo, aún se desconoce si en tales sistemas multiorbitales el sistema de espín puede tener algunas direcciones fluctuantes preferidas que se acoplan al grado de libertad orbital.
La dispersión de neutrones es una sonda directa para medir las fluctuaciones de espín en los materiales y, por lo tanto, una herramienta poderosa en la investigación de mecanismos de superconductividad no convencional. Con resolución espacial en dispersión de neutrones polarizados, nos brindará información detallada sobre el acoplamiento espín-órbita y la anisotropía de espín en superconductores a base de hierro.
Hasta el momento, hay tres órdenes magnéticos confirmados en los superconductores de pnictida de hierro:el orden de tipo de banda colineal con momentos en el plano denominado onda de densidad de espín de banda (SSDW); el orden biaxial colineal con momentos polarizados en el eje c, lo que se denomina onda de carga-espín-densidad (CSDW); y el orden coplanar no colineal con momentos en el plano denominado fase de cristal de vórtice de espín (SVC). Las evidencias acumuladas sugieren que la resonancia de espín está preferentemente polarizada a lo largo del eje c en el estado superconductor que coexiste con las órdenes SSDW o CSDW.
Recientemente, Liu Chang et al. en Profs. El grupo de Luo Huiqian y Li Shiliang del Instituto de Física de la Academia de Ciencias de China (CAS), en colaboración con Bourges Philippe, Sidis Yvan de la Universidad Paris-Saclay, He Guanghong y Li Yuan de la Universidad de Pekín y otros colegas, han revelado el giro. modo de resonancia y la anisotropía de espín en el superconductor ordenado SVC CaK(Fe0.96 Ni0.04 )4 Como4 .
Los investigadores han descubierto dos modos de resonancia de espín con simetrías L pares e impares con respecto a la distancia reducida dentro de la unidad bicapa de Fe-As. El análisis de polarización sugiere que el modo impar es altamente anisotrópico, manifestado por un fuerte componente del eje c y dos componentes en el plano débilmente anisotrópicos. Tales excitaciones de espín preferidas del eje c ya aparecen en la fase SVC e incluso continúan en la fase paramagnética hasta que la anisotropía de espín finalmente desaparece a alta temperatura.
Estos resultados proporcionan la pieza faltante del rompecabezas sobre el efecto de acoplamiento espín-órbita en los superconductores de pnictida de hierro y sugieren que las excitaciones magnéticas del eje c son universalmente preferidas por el emparejamiento superconductor presumiblemente orbital selectivo.
Mientras tanto, la forma del orden magnético depende de las características de simetría específicas del material además del acoplamiento espín-órbita, lo que da lugar a una gran variedad de interacciones entre la superconductividad y el magnetismo en los superconductores a base de hierro.
Este estudio fue publicado en Physical Review Letters . Conexión de dos clases de superconductores no convencionales
