Используя методы твердотельного ядерного ядерного магнитного резонанса (ssNMR), ученые из Лаборатории Эймс Министерства энергетики США обнаружили новую квантовую критичность в сверхпроводящем материале, что привело к лучшему пониманию связи между магнетизмом и нетрадиционной сверхпроводимостью.

Большинство сверхпроводников арсенида железа демонстрируют как магнитные, так и структурные (или нематические) переходы, что затрудняет понимание роли, которую они играют в сверхпроводящих состояниях. Было обнаружено, что соединение кальция, калия, железа и мышьяка и легированное небольшими количествами никеля CaK (Fe1-xNix) 4As4, впервые сделанное в лаборатории Эймса, демонстрирует новое магнитное состояние, называемое спин-вихрем ежа кристаллическое антиферромагнитное состояние 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 ЯМР — один из самых чувствительных методов их изучения». Он продолжил: «Используя 75A-ЯМР, мы обнаружили, что CaK (Fe1-xNix) 4As4 находится в кристаллографической критической точке антиферромагнитной квантовой критической точки эжегога, которая исключается из-за сверхпроводимости. Открытие магнитной квантовой критичности без нематичности в CaK ( Fe1-xNix) 4As4 предполагает, что спиновые флуктуации являются первичным драйвером сверхпроводимости».

Открытие Фурукавы было сотрудничеством между ведущей в мире командой SSNMR Ames и физиками с конденсированной средой лаборатории, в том числе Полом Канфилдом, старшим ученым из лаборатории Эймса и профессором и профессором физики и астрономии Роберта Аллена Райт в Университете штата Айова.

«Это новый тип магнитного порядка, — сказал Кэнфилд. «У вас есть интересное взаимодействие сверхпроводимости и магнетизма от высоких температур в нормальном состоянии, что дает нам некоторый смысл, что эта высокотемпературная сверхпроводимость может исходить из этого приближенного квантового критического антиферромагнитного перехода».

Исследование далее обсуждается в статье «Кристаллическая антиферромагнитная квантовая критическая кривизна Hedgehog в CaK (Fe1-xNix) 4As4, обнаруженная ЯМР», опубликованной в Physical Review Letters .

По материалам phys.org