Тяжёлый фермионный сверхпроводник

Тяжёлые фермионные сверхпроводники — это разновидность нетрадиционных сверхпроводников .

Первый сверхпроводник с тяжелыми фермионами , CeCu2Si2 , был открыт Фрэнком Штеглихом в 1978 году. [ 1]

С тех пор было обнаружено более 30 сверхпроводников с тяжелыми фермионами (в материалах на основе Ce, U) с критической температурой до 2,3 К (в CeCoIn 5 ). [2]

МатериалТ С (К)комментарииоригинальная ссылка
CeCu2Si2​​​0,7первый нетрадиционный сверхпроводник[1]
CeCoIn 52.3самая высокая T C среди всех тяжелых фермионов на основе Ce[2]
CePt3Si​​0,75первый сверхпроводник с тяжелыми фермионами и нецентросимметричной кристаллической структурой[3]
СеИн 30.2сверхпроводимость только при высоких давлениях[4]
УБе 130,85сверхпроводник p-волны[5]
Часть 30,48несколько различных сверхпроводящих фаз[6]
УРу 2 Си 21.3таинственная «фаза скрытого порядка» ниже 17 К[7]
UPd 2 Al 32.0антиферромагнитный ниже 14 К[8]
УNi 2 Al 31.1антиферромагнитный ниже 5 К[9]

Тяжелые фермионные материалы — это интерметаллические соединения, содержащие редкоземельные или актинидные элементы. F-электроны этих атомов гибридизуются с нормальными электронами проводимости, что приводит к квазичастицам с увеличенной эффективной массой. [ необходима цитата ]

Из измерений удельной теплоемкости известно, что куперовские пары в сверхпроводящем состоянии также образованы тяжелыми квазичастицами. [10] В отличие от обычных сверхпроводников его нельзя описать теорией БКШ . Из-за большой эффективной массы [11] скорость Ферми уменьшается и становится сравнимой с обратной частотой Дебая . Это приводит к нарушению картины поляризации электронов решетки как силы притяжения. [ требуется ссылка ] Δ С / С ( Т С ) {\displaystyle \Delta C/C(T_{\rm {C}})}

Некоторые сверхпроводники с тяжелыми фермионами являются кандидатами на фазу Фульде-Феррелла-Ларкина-Овчинникова (ФФЛО) . [12] В частности, были получены доказательства того, что CeCoIn 5 вблизи критического поля находится в состоянии ФФЛО. [13]

Ссылки

  1. ^ аб Стеглих, 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.
  2. ^ ab Petrovic, C.; Pagliuso, PG; Hundley, MF; Movshovich, R.; Sarrao, JL ; Thompson, JD; Fisk, Z.; Monthoux, P. (2001). "Сверхпроводимость тяжелых фермионов в CeCoIn 5 при 2,3 К". Journal of Physics: Condensed Matter . 13 (17): L337. arXiv : cond-mat/0103168 . Bibcode : 2001JPCM...13L.337P. doi : 10.1088/0953-8984/13/17/103. S2CID  59148857.
  3. ^ E. Bauer; et al. (2004). "Сверхпроводимость тяжелых фермионов и магнитный порядок в нецентросимметричном CePt3Si". Phys. Rev. Lett . 92 (2): 027003. arXiv : cond-mat/0308083 . Bibcode :2004PhRvL..92b7003B. doi :10.1103/PhysRevLett.92.027003. PMID  14753961. S2CID  20007050.
  4. ^ Матур, НД; Гроше, ФМ; Джулиан, СР; Уокер, ИР; Фрейе, ДМ; Хазельвиммер, РКВ; Лонзарих, ГГ (1998). "Магнитно-опосредованная сверхпроводимость в соединениях с тяжелыми фермионами". Nature . 394 (6688): 39. Bibcode :1998Natur.394...39M. doi :10.1038/27838. S2CID  52837444.
  5. ^ Отт, HR; Рудигер, H.; Фиск, Z.; Смит, JL (1983). "UBe13: Необычный актинидный сверхпроводник". Phys. Rev. Lett . 50 (20): 1595. Bibcode : 1983PhRvL..50.1595O. doi : 10.1103/PhysRevLett.50.1595.
  6. ^ Стюарт, GR; Фиск, Z.; Уиллис, JO; Смит, JL (1984). "Возможность сосуществования объемной сверхпроводимости и спиновых флуктуаций в UPt3". Phys. Rev. Lett . 52 (8): 679. Bibcode :1984PhRvL..52..679S. doi :10.1103/PhysRevLett.52.679. S2CID  73591098.
  7. ^ Palstra, TTM и Menovsky, AA и Berg, J. van den и Dirkmaat, AJ и Kes, PH и Nieuwenhuys, GJ и Mydosh, JA (1985). "Сверхпроводящие и магнитные переходы в системе тяжелых фермионов URu2Si2". Phys. Rev. Lett . 55 (24): 2727– 2730. Bibcode :1985PhRvL..55.2727P. doi :10.1103/PhysRevLett.55.2727. PMID  10032222.{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Geibel, C.; Schank, C.; Thies, S.; Kitazawa, H.; Bredl, CD; Böhm, A.; Rau, M.; Grauel, A.; Caspary, R.; Helfrich, R.; Ahlheim, U.; Weber, G.; Steglich, F. (1991). "Сверхпроводимость тяжелых фермионов при T c =2K в антиферромагнетике UPd 2 Al 3 ". Z. Phys. B . 84 (1): 1. Bibcode :1991ZPhyB..84....1G. doi :10.1007/BF01453750. S2CID  121939561.
  9. ^ 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.
  10. ^ Нил В. Эшкрофт и Н. Дэвид Мермин, Физика твердого тела
  11. ^ Pfleiderer, C. (2009). "Сверхпроводящие фазы соединений f-электронов". Reviews of Modern Physics . 81 (4): 1551– 1624. arXiv : 0905.2625 . Bibcode :2009RvMP...81.1551P. doi :10.1103/RevModPhys.81.1551. S2CID  119218693.
  12. ^ Мацуда, Юдзи; Шимахара, Хироши (2007). «Состояние Фулде-Феррелла-Ларкина-Овчинникова в сверхпроводниках с тяжелыми фермионами». J. Phys. Soc. Jpn . 76 (5): 051005. arXiv : cond-mat/0702481 . Bibcode : 2007JPSJ...76e1005M. doi : 10.1143/JPSJ.76.051005. S2CID  119429977.
  13. ^ 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. PMID  14611309. S2CID  25005211.
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Тяжелый_фермионный_сверхпроводник&oldid=1240281665"