Esquerda:Estrutura cristalina dos CaPtAs. À direita:Dependência da temperatura da (a) resistividade entre 300 K e 0,3 K, (b) suscetibilidade ac, e (c) resistividade abaixo de 2,5 K de CaPtAs. (d) Contribuição eletrônica para o calor específico de baixa temperatura de CaPtAs, ajustado usando um modelo de onda p. Crédito:© Science China Press
Um grupo de pesquisa da Universidade de Zhejiang, na China, descobriu que o composto não centrossimétrico CaPtAs é um supercondutor, que mostra evidências de propriedades não convencionais. Este composto oferece uma nova oportunidade para estudar a supercondutividade não convencional em sistemas com simetria de inversão quebrada.
A falta de um centro de inversão na estrutura cristalina de um composto pode ter efeitos profundos em suas propriedades físicas. Os fenômenos interessantes que foram encontrados incluem a divisão de spin das superfícies de Fermi, o levantamento da degenerescência quádrupla de um ponto de Dirac para produzir dois nós de Weyl duplamente degenerados em semimetais de Weyl, skyrmions magnéticos com texturas de spin complexas, e as propriedades características de supercondutores não centrossimétricos.
O estudo intensivo de supercondutores não centrossimétricos pode ser rastreado até 2004, quando o primeiro exemplo desta classe de materiais com fortes correlações eletrônicas foi descoberto por E. Bauer et al. Em tal supercondutor sem um centro de inversão, o acoplamento spin-órbita antissimétrico permitido por simetria (ASOC) permite a mistura de estados de emparelhamento spin-singleto e spin-tripleto, que pode dar origem a uma lacuna supercondutora nodal. Isso foi evidenciado nos supercondutores não centrossimétricos fracamente correlacionados Li 2 (Pt, Pd) 3 B, onde H. Q. Yuan et al. descobriram que a força do ASOC pode ajustar as forças relativas dos componentes singleto e tripleto na função de onda de emparelhamento supercondutor. Nos últimos anos, um número crescente de supercondutores não centrossimétricos com novas propriedades foi descoberto, onde alguns sistemas foram teoricamente previstos para potencialmente exibir supercondutividade topológica.
Recentemente, supercondutores não centrossimétricos - onde há correlações fracas, mas a simetria de reversão do tempo é quebrada abaixo da temperatura de transição supercondutora - foram muito discutidos. Contudo, a maioria das outras propriedades desses sistemas parecem ser análogas às dos supercondutores BCS convencionais, com uma lacuna supercondutora totalmente aberta. A origem desse comportamento incomum ainda requer explicação.
Aqui, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Huiqiu Yuan do Center for Correlated Matter (CCM) e do Departamento de Física da Universidade de Zhejiang descobriu um novo CaPtAs supercondutor não centrossimétrico com possível emparelhamento não convencional, que é publicado em Science China:Physics, Mecânica e Astronomia, intitulado "CaPtAs:a new noncentrosymmetric superconductor."
CaPtAs é um membro dos compostos ternários equiatômicos de base alcalina-terrosa, cristalizando em uma estrutura tetragonal não centrossimétrica (grupo espacial I41md, No.109) com redes de favo de mel tridimensionais (3-D). Isso é diferente de compostos como SrPtAs, BaPtAs, e BaPtSb, que têm estruturas que consistem em camadas hexagonais de favo de mel empilhadas. Ambos os cristais simples e policristais de CaPtAs foram sintetizados com sucesso, e a supercondutividade em massa é confirmada abaixo de 1,5 K. As medições das propriedades termodinâmicas indicam possíveis nós na lacuna supercondutora, onde o calor específico eletrônico é bem ajustado por um modelo de onda p. Outros estudos colaborativos estão em andamento para determinar a natureza do estado de emparelhamento supercondutor dos CaPtAs.
