CaPtAs:En ny ikke-centrosymmetrisk superleder

En forskergruppe fra Zhejiang University i Kina har fundet ud af, at den ikke-centrosymmetriske forbindelse CaPtAs er en superleder, som viser tegn på utraditionelle egenskaber. Denne forbindelse giver en ny mulighed for at studere ukonventionel superledning i systemer med brudt inversionssymmetri.

Manglen på et inversionscenter i krystalstrukturen af ​​en forbindelse kan have dybtgående virkninger på dens fysiske egenskaber. De interessante fænomener, der har vist sig at opstå, omfatter spin-spaltning af Fermi-overfladerne, ophævelsen af ​​den firefaldede degeneration af et Dirac-punkt for at give to dobbelt degenererede Weyl-noder i Weyl-halvmetaller, magnetiske skyrmions med komplekse spin -teksturer, og de karakteristiske egenskaber af ikke-centrosymmetriske superledere.

Den intensive undersøgelse af ikke-centrosymmetriske superledere kan spores tilbage til 2004, da det første eksempel på denne klasse af materialer med stærke elektroniske korrelationer blev opdaget af E. Bauer et al. I sådan en superleder, der mangler et inversionscenter, den symmetri-tilladte antisymmetriske spin-orbit kobling (ASOC) giver mulighed for blanding af spin-singlet og spin-triplet parringstilstande, hvilket kan give anledning til en nodal superledende spalte. Dette er blevet påvist i de svagt korrelerede ikke-centrosymmetriske superledere Li ₂ (Pt, Pd) ₃ B, hvor H. Q. Yuan et al. fandt, at styrken af ​​ASOC'en kan tune de relative styrker af singlet- og tripletkomponenterne i den superledende parringsbølgefunktion. I de seneste år, et stigende antal ikke-centrosymmetriske superledere med nye egenskaber er blevet opdaget, hvor nogle systemer er blevet teoretisk forudsagt til potentielt at udvise topologisk superledning.

For nylig, ikke -centrosymmetriske superledere - hvor der er svage korrelationer, men tidsomvendt symmetri er brudt under den superledende overgangstemperatur - er blevet diskuteret meget. Imidlertid, de fleste af de andre egenskaber ved disse systemer ser ud til at være analoge med dem for konventionelle BCS-superledere, med et helt åbent superledende mellemrum. Oprindelsen af ​​denne usædvanlige adfærd kræver stadig forklaring.

Her har en forskergruppe ledet af prof. Huiqiu Yuan fra Center for Correlated Matter (CCM) og Institut for Fysik ved Zhejiang University opdaget en ny ikke-centrosymmetrisk superleder CaPtAs med mulig ukonventionel parring, som udgives i Videnskab Kina:Fysik, Mekanik og astronomi, med titlen "CaPtAs:en ny ikke-centrosymmetrisk superleder."

CaPtAs er medlem af de alkalisk-jordbaserede ækviatomiske ternære forbindelser, krystalliserer i en ikke -centrosymmetrisk tetragonal struktur (rumgruppe I41md, nr. 109) med tredimensionelle (3-D) honeycomb-netværk. Dette er anderledes end forbindelser som SrPtAs, BaPtAs, og BaPtSb, som har strukturer bestående af stablede sekskantede bikagelag. Både enkelt- og polykrystaller af CaPtAs er blevet syntetiseret med succes, og bulksuperledning bekræftes under 1,5 K. Målinger af termodynamiske egenskaber indikerer mulige knudepunkter i det superledende mellemrum, hvor den elektroniske specifikke varme er godt tilpasset af en p-bølge-model. Yderligere kollaborative undersøgelser er i øjeblikket i gang for at bestemme arten af ​​den superledende parringstilstand af CaPtAs.