En forskargrupp från Zhejiang University i Kina har funnit att den icke -centrosymmetriska föreningen CaPtAs är en superledare, som visar tecken på okonventionella egenskaper. Denna förening ger ett nytt tillfälle att studera okonventionell supraledning i system med bruten inversionssymmetri.

Bristen på ett inversionscentrum i kristallstrukturen hos en förening kan ha djupa effekter på dess fysiska egenskaper. De intressanta fenomen som har visat sig uppstå inkluderar spinnspaltning av Fermi-ytorna, lyftningen av den fyrfaldiga degenerationen av en Dirac-punkt för att ge två dubbel degenererade Weyl-noder i Weyl-halvmetaller, magnetiska skyrmions med komplexa spinnstrukturer, och de karakteristiska egenskaperna hos icke -centrosymmetriska supraledare.

Den intensiva studien av icke -centrosymmetriska supraledare kan spåras tillbaka till 2004, när det första exemplet på denna materialklass med starka elektroniska korrelationer upptäcktes av E. Bauer et al. I en sådan superledare som saknar inversionscenter, den symmetri-tillåtna antisymmetriska spin-orbit-kopplingen (ASOC) möjliggör blandning av spin-singlet och spin-triplet-parningstillstånd, vilket kan ge upphov till ett nodalt supraledande gap. Detta har bevisats i de svagt korrelerade icke -centrosymmetriska superledarna Li ₂ (Pt, Pd) ₃ B, där H. Q. Yuan et al. fann att styrkan hos ASOC kan ställa in de relativa styrkorna för singlet och triplet -komponenterna i den superledande parningsvågfunktionen. Under de senaste åren har ett ökande antal icke -centrosymmetriska superledare med nya egenskaper har upptäckts, där vissa system har teoretiskt förutspåtts kunna uppvisa topologisk supraledning.

Nyligen, icke -centrosymmetriska supraledare - där det finns svaga korrelationer men tidsomvändningssymmetri bryts under den supraledande övergångstemperaturen - har diskuterats mycket. Dock, de flesta av de andra egenskaperna hos dessa system tycks vara analoga med de för konventionella BCS -superledare, med ett helt öppet supraledande gap. Ursprunget till detta ovanliga beteende kräver fortfarande förklaring.

Här har en forskargrupp ledd av professor Huiqiu Yuan från Center for Correlated Matter (CCM) och Institutionen för fysik vid Zhejiang University upptäckt en ny icke -centrosymmetrisk superledare CaPtA med möjlig okonventionell parning, som publiceras i Science China:Physics, Mekanik och astronomi, med titeln "CaPtAs:a new noncentrosymmetric superconductor."

CaPtAs är medlem i de alkaliska jordbaserade ekviatomiska ternära föreningarna, kristalliserar i en icke -centrosymmetrisk tetragonal struktur (rymdgrupp I41md, Nr 109) med tredimensionella (3-D) bikakanät. Detta skiljer sig från föreningar som SrPtA, BaPtAs, och BaPtSb, som har strukturer bestående av staplade sexkantiga bikakeskikt. Både enkel- och polykristaller av CaPtA har framgångsrikt syntetiserats, och bulk supraledningsförmåga bekräftas under 1,5 K. Mätningar av termodynamiska egenskaper indikerar möjliga noder i supraledande gap, där den elektroniska specifika värmen är väl anpassad av en p-vågsmodell. Ytterligare samarbetsstudier pågår för närvarande för att bestämma karaktären hos det supraledande parningstillståndet för CaPtA.