Em supercondutores não convencionais, o principal desafio na pesquisa do mecanismo é revelar como os elétrons se formam em pares de Cooper e se condensam coletivamente em um estado supercondutor sob ambas as interações de carga e spin. Os supercondutores à base de ferro são semelhantes aos supercondutores de óxido de cobre e férmions pesados, e também exibem fortes flutuações de spin, que provavelmente promovem o emparelhamento supercondutor, agindo como a "cola de emparelhamento" bosônica. Tal argumento é suportado por um modo de ressonância de spin com uma escala universalmente linear de energia de pico com T_c . No entanto, ainda não se sabe se em tais sistemas multi-orbitais o sistema de spin pode ter algumas direções flutuantes preferidas que são acopladas ao grau de liberdade orbital.
O espalhamento de nêutrons é uma sonda direta para medir as flutuações de spin em materiais e, portanto, uma ferramenta poderosa na pesquisa de mecanismos de supercondutividade não convencional. Com resolução espacial em espalhamento polarizado de nêutrons, ele nos dará informações detalhadas sobre o acoplamento spin-órbita e a anisotropia spin em supercondutores à base de ferro.

Até agora, existem três ordens magnéticas confirmadas em supercondutores de pnictídeos de ferro:a ordem do tipo listra colinear com momentos no plano, chamada de onda de densidade de spin (SSDW); a ordem biaxial colinear com momentos polarizados no eixo c denominado onda de densidade de spin de carga (CSDW); e a ordem coplanar não colinear com momentos no plano, chamada fase de cristal de vórtice de spin (SVC). Evidências acumuladas sugerem que a ressonância de spin é preferencialmente polarizada ao longo do eixo c no estado supercondutor coexistindo com as ordens SSDW ou CSDW.

Recentemente, Liu Chang et al. nos Profs. O grupo de Luo Huiqian e Li Shiliang do Instituto de Física da Academia Chinesa de Ciências (CAS), em colaboração com Bourges Philippe, Sidis Yvan da Universite Paris-Saclay, He Guanghong e Li Yuan da Universidade de Pequim e outros colegas, revelaram a rotação modo de ressonância e a anisotropia de spin no supercondutor ordenado SVC CaK(Fe_0,96 Ni_0,04 )₄ Como₄ .

Os pesquisadores descobriram dois modos de ressonância de spin com simetrias L ímpares e pares em relação à distância reduzida dentro da unidade de bicamada Fe-As. A análise de polarização sugere que o modo ímpar é altamente anisotrópico, manifestado por um forte componente do eixo c e dois componentes no plano fracamente anisotrópicos. Tais excitações de spin preferidas do eixo c já aparecem na fase SVC e ainda continuam para a fase paramagnética até que a anisotropia de spin finalmente desapareça em alta temperatura.

Esses resultados fornecem a peça que faltava no quebra-cabeça sobre o efeito de acoplamento spin-órbita em supercondutores ferro-pnictídeos e sugerem que as excitações magnéticas do eixo c são universalmente preferidas pelo pareamento supercondutor orbital-seletivo.

Enquanto isso, a forma da ordem magnética depende de características de simetria específicas do material, além do acoplamento spin-órbita, levando a uma rica variedade de interação entre supercondutividade e magnetismo nos supercondutores à base de ferro.

Este estudo foi publicado em Cartas de Revisão Física . + Explorar mais

Conectando duas classes de supercondutores não convencionais