Feromagnetický supravodič

Feromagnetické supravodiče jsou materiály, které vykazují vnitřní koexistenci feromagnetismu a supravodivosti. Patří mezi ně UGe₂,^[1] URhGe,^[2] a UCoGe.^[3] Důkazy feromagnetické supravodivosti byla také hlášena u ZrZn₂ v roce 2001, ale pozdější zprávy^[4] tyto výsledky zpochybnily. Tyto materiály vykazují supravodivost v blízkosti magnetického kvantového kritického bodu.

Povaha supravodivého stavu ve feromagnetických supravodičích je v současné době předmětem diskuse. Dřívější výzkumy^[5] studovaly koexistenci konvenční s-vlny supravodivosti s putovním ferromagnetismem. Nicméně, scénář párování spinového-tripletu brzy získal navrch.^[6]^[7] Model pro koexistenci párování spinového tripletu a feromagnetismu byl vyvinut v roce 2005.^[8]^[9]

Tyto modely uvažují rovnoměrnou koexistenci feromagnetismu a supravodivosti, tj. stejných elektronů, které jsou feromagnetické a supravodivé současně. Dalším scénářem, kdy existuje souhra mezi magnetickým a supravodivým uspořádáním ve stejném materiálu, jsou supravodiče se spirálovým nebo spirálovým magnetickým uspořádáním. Mezi takové patří ErRh₄B₄ a HoMo₆S₈. V těchto případech se supravodivé a magnetické parametry uspořádání navzájem propojují v prostorově modulovaném vzoru, který umožňuje jejich vzájemnou koexistenci, i když již není jednotný. Dokonce párování spinového singletu může koexistovat s ferromagnetismem tímto způsobem.

Teorie[editovat | editovat zdroj]

V konvenčních supravodičích tvoří elektrony Cooperovy páry mající opačný spin, které tvoří páry tzv. spinových singletů. Nicméně, jiné typy párování jsou také povolené Pauliho principem. V přítomnosti magnetického pole mají spiny tendenci otáčet se za polem, což znamená, že magnetické pole je škodlivé pro existenci Cooperových párů spinových singletů. Životaschopný Hamiltonián v oblasti středního pole pro modelování cestujícího feromagnetismu, který koexistuje s nerovnoměrným stavem spinového tripletu, může být po diagonalizaci napsán jako:

$H=H_{0}+\sum _{\mathbf {k} \sigma }E_{\mathbf {k} \sigma }\gamma _{\mathbf {k} \sigma }^{\dagger }\gamma _{\mathbf {k} \sigma }$ ,

$H_{0}={\frac {1}{2}}\sum _{\mathbf {k} \sigma }(\xi _{\mathbf {k} \sigma }-E_{\mathbf {k} \sigma }-\Delta _{\mathbf {k} \sigma }^{\dagger }b_{\mathbf {k} \sigma })+INM^{2}/2$ ,

$E_{\mathbf {k} \sigma }={\sqrt {\xi _{\mathbf {k} \sigma }^{2}+|\Delta _{\mathbf {k} \sigma }|^{2}}}$ .

Reference[editovat | editovat zdroj]

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Ferromagnetic superconductor na anglické Wikipedii.

↑ SAXENA, S. S.; AGARWAL, P; AGARWAL, P.; AHILAN, K.; GROSCHE, F. M.; HASELWIMMER, R. K. W.; STEINER, M. J. Superconductivity on the border of itinerant-electron ferromagnetism in UGe₂. Nature. 2000, s. 587–92. DOI 10.1038/35020500. PMID 10949292. Bibcode 2000Natur.406..587S.
↑ AOKI, Dai; HUXLEY, Andrew; RESSOUCHE, Eric; BRAITHWAITE, Daniel; FLOUQUET, Jacques; BRISON, Jean-Pascal; LHOTEL, Elsa. Coexistence of superconductivity and ferromagnetism in URhGe. Nature. 2001, s. 613–6. DOI 10.1038/35098048. PMID 11595943. Bibcode 2001Natur.413..613A.
↑ HUY, N.; GASPARINI, A.; DE NIJS, D.; HUANG, Y.; KLAASSE, J.; GORTENMULDER, T.; DE VISSER, A. Superconductivity on the border of weak itinerant ferromagnetism in UCoGe. Physical Review Letters. 2007, s. 67006. DOI 10.1103/PhysRevLett.99.067006. PMID 17930860. Bibcode 2007PhRvL..99f7006H. arXiv 0708.1388.
↑ YELLAND, E.; HAYDEN, S.; YATES, S.; PFLEIDERER, C.; UHLARZ, M.; VOLLMER, R.; LÖHNEYSEN, H. Superconductivity induced by spark erosion in ZrZn2. Physical Review B. 2005, s. 214523. DOI 10.1103/PhysRevB.72.214523. Bibcode 2005PhRvB..72u4523Y. arXiv cond-mat/0502341.
↑ Coexistence of superconductivity and ferromagnetism in ferromagnetic metals
↑ MACHIDA, Kazushige; OHMI, Tetsuo. Theory of Ferromagnetic Superconductivity. Physical Review Letters. 2001, s. 850–3. DOI 10.1103/PhysRevLett.86.850. PMID 11177956. Bibcode 2001PhRvL..86..850M. arXiv cond-mat/0008245.
↑ SAMOKHIN, K.; WALKER, M. Order parameter symmetry in ferromagnetic superconductors. Physical Review B. 2002, s. 174501. DOI 10.1103/PhysRevB.66.174501. Bibcode 2002PhRvB..66q4501S. arXiv cond-mat/0206487.
↑ NEVIDOMSKYY, Andriy. Coexistence of ferromagnetism and superconductivity near quantum phase transition: The Heisenberg- to Ising-type crossover. Physical Review Letters. 2005, s. 97003. DOI 10.1103/PhysRevLett.94.097003. PMID 15783990. Bibcode 2005PhRvL..94i7003N. arXiv cond-mat/0412247.
↑ LINDER, J.; SUDBØ, A. Quantum transport in noncentrosymmetric superconductors and thermodynamics of ferromagnetic superconductors. Physical Review B. 2007, s. 54511. DOI 10.1103/PhysRevB.76.054511. Bibcode 2007PhRvB..76e4511L. arXiv 0707.2875.

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Soltan Soltan. Interaction of Superconductivity and Ferromagnetism in YBCO-LCMO. [s.l.]: Cuvillier Verlag, 2005. Dostupné online. ISBN 3-86537-349-6. S. 1.
T Herrmannsdörfer; F POBELL. Recent trends in theory of physical phenomena in high magnetic fields. Redakce Israel D. Vagner. [s.l.]: Springer, 2003. Dostupné online. ISBN 1-4020-1373-6. Kapitola The interplay of superconductivity and nuclear magnetism, s. 18.
T Moriya & K Ueda; UEDA. Antiferromagnetic spin fluctuation and superconductivity. Rep Prog Phys. 2003, s. 1299–1341. DOI 10.1088/0034-4885/66/8/202. Bibcode 2003RPPh...66.1299M.
Ferromagnetic superconductors – List of Authority Articles on arxiv.org

[Agarwal1-1] SAXENA, S. S.; AGARWAL, P; AGARWAL, P.; AHILAN, K.; GROSCHE, F. M.; HASELWIMMER, R. K. W.; STEINER, M. J. Superconductivity on the border of itinerant-electron ferromagnetism in UGe₂. Nature. 2000, s. 587–92. DOI 10.1038/35020500. PMID 10949292. Bibcode 2000Natur.406..587S.

[Argawal2-2] AOKI, Dai; HUXLEY, Andrew; RESSOUCHE, Eric; BRAITHWAITE, Daniel; FLOUQUET, Jacques; BRISON, Jean-Pascal; LHOTEL, Elsa. Coexistence of superconductivity and ferromagnetism in URhGe. Nature. 2001, s. 613–6. DOI 10.1038/35098048. PMID 11595943. Bibcode 2001Natur.413..613A.

[Huang-3] HUY, N.; GASPARINI, A.; DE NIJS, D.; HUANG, Y.; KLAASSE, J.; GORTENMULDER, T.; DE VISSER, A. Superconductivity on the border of weak itinerant ferromagnetism in UCoGe. Physical Review Letters. 2007, s. 67006. DOI 10.1103/PhysRevLett.99.067006. PMID 17930860. Bibcode 2007PhRvL..99f7006H. arXiv 0708.1388.

[Yelland-4] YELLAND, E.; HAYDEN, S.; YATES, S.; PFLEIDERER, C.; UHLARZ, M.; VOLLMER, R.; LÖHNEYSEN, H. Superconductivity induced by spark erosion in ZrZn2. Physical Review B. 2005, s. 214523. DOI 10.1103/PhysRevB.72.214523. Bibcode 2005PhRvB..72u4523Y. arXiv cond-mat/0502341.

[Karchev-5] Coexistence of superconductivity and ferromagnetism in ferromagnetic metals

[Machida-6] MACHIDA, Kazushige; OHMI, Tetsuo. Theory of Ferromagnetic Superconductivity. Physical Review Letters. 2001, s. 850–3. DOI 10.1103/PhysRevLett.86.850. PMID 11177956. Bibcode 2001PhRvL..86..850M. arXiv cond-mat/0008245.

[Walker-7] SAMOKHIN, K.; WALKER, M. Order parameter symmetry in ferromagnetic superconductors. Physical Review B. 2002, s. 174501. DOI 10.1103/PhysRevB.66.174501. Bibcode 2002PhRvB..66q4501S. arXiv cond-mat/0206487.

[Nevidomskyy-8] NEVIDOMSKYY, Andriy. Coexistence of ferromagnetism and superconductivity near quantum phase transition: The Heisenberg- to Ising-type crossover. Physical Review Letters. 2005, s. 97003. DOI 10.1103/PhysRevLett.94.097003. PMID 15783990. Bibcode 2005PhRvL..94i7003N. arXiv cond-mat/0412247.

[Lindner-9] LINDER, J.; SUDBØ, A. Quantum transport in noncentrosymmetric superconductors and thermodynamics of ferromagnetic superconductors. Physical Review B. 2007, s. 54511. DOI 10.1103/PhysRevB.76.054511. Bibcode 2007PhRvB..76e4511L. arXiv 0707.2875.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]