(a) Medelfältsfasdiagram över de magnetiska tillstånden i järnpnictider [15]. (b),(c) Fasdiagram och SVC-magnetisk struktur för CaK(Fe1−x Nix )4 Som4 . Pilen markerar dopningen i denna studie. (d) Spridningsplanet och definitionen av spin-polarisationsriktningar i reciproka rymden. (e) schematisk bild av de fluktuerande momenten under SVC-ordning. Förutsatt M2 är fast, M1 tillåts fluktuera antingen tvärgående ut ur planet (Mc ) eller längsgående i plan (Ma ). (f) Magnetisk ordningsparameter vid Q =(1,0,1) och (1,0,3) mätt med polariserad elastisk neutronspridning. (g) Tre komponenter av statiska moment (öppna) i jämförelse med de opolariserade resultaten (solid). Kredit:Physical Review Letters (2022). DOI:10.1103/PhysRevLett.128.137003
I okonventionella supraledare är den stora utmaningen för mekanismforskningen att avslöja hur elektronerna formas till Cooper-par och kollektivt kondenserar till ett supraledande tillstånd under både interaktioner från laddning och spin. De järnbaserade supraledarna liknar de kopparoxid och tung fermion supraledare, och de uppvisar också starka spinnfluktuationer, vilket sannolikt främjar supraledande parning genom att fungera som det bosoniska "parningslimet". Ett sådant argument stöds av ett spinresonansläge med en toppenergi universellt linjär skalning med Tc . Det är dock fortfarande okänt om spinnsystemet i sådana multiorbitala system kan ha några föredragna fluktuerande riktningar som är kopplade till omloppsfrihetsgraden.
Neutronspridning är en direkt sond för att mäta spinnfluktuationerna i material, och därmed ett kraftfullt verktyg i mekanismforskningen av okonventionell supraledning. Med rumslig upplösning i polariserad neutronspridning kommer den att ge oss detaljerad information om spinn-omloppskopplingen och spinnanisotropin i järnbaserade supraledare.
Hittills finns det tre bekräftade magnetiska ordningsföljder i järnpnictid-supraledare:den kolinjära remstypordningen med moment i planet, så kallade stripe spin-density wave (SSDW); den kolinjära biaxiala ordningen med polariserade moment på c-axeln, så kallade laddnings-spin-densitetsvåg (CSDW); och den icke-kollinjära, koplanära ordningen med moment i planet så kallade spin-virvelkristallfas (SVC). Ackumulerande bevis tyder på att spinresonansen företrädesvis är polariserad längs c-axeln i det supraledande tillståndet samexisterande med SSDW- eller CSDW-order.
Nyligen har Liu Chang et al. i Profs. Luo Huiqian och Li Shiliangs grupp från Institute of Physics of the Chinese Academy of Sciences (CAS), i samarbete med Bourges Philippe, Sidis Yvan från Universite Paris-Saclay, He Guanghong och Li Yuan från Peking University och andra kollegor, har avslöjat snurran resonansläge och spinnanisotropin i den SVC-ordnade supraledaren CaK(Fe0,96 Ni0,04 )4 Som4 .
Forskarna har upptäckt två spinnresonanslägen med udda och jämna L-symmetrier med avseende på det minskade avståndet inom Fe-As dubbelskiktsenheten. Polarisationsanalys tyder på att det udda läget är mycket anisotropt, manifesterat av en stark c-axelkomponent och två svagt anisotropa komponenter i planet. Sådana c-axels föredragna spinnexcitationer dyker upp redan i SVC-fasen och fortsätter till och med den paramagnetiska fasen tills spinnanisotropin slutligen försvinner vid hög temperatur.
Dessa resultat ger den saknade pusselbiten om spin-omloppskopplingseffekten i järn-pnictid-supraledare, och antyder att de magnetiska excitationerna på c-axeln är allmänt föredragna av den förmodligen orbital-selektiva supraledande parningen.
Under tiden beror formen av magnetisk ordning på materialspecifika symmetriegenskaper förutom spinn-omloppskoppling, vilket leder till en rik variation av samspel mellan supraledning och magnetism i de järnbaserade supraledarna.
Denna studie publicerades i Physical Review Letters . + Utforska vidare
