物理科技生物学-PHYICA

拓DOCP-120扑超导体中时间反转对称性破缺的证据

物理学 2021-12-01 23:59:16

作者:英格丽德·法德利

(同organic)有机 UPt3的相图,显示了氢氧化合物的三个涡旋相(甲、乙和丙)

信用:Avers等人

手征超导体是具有独特拓扑性质的非常规超导材料,其时间反转对称性被打破

第一批被确定为手性超导体的两种材料是UPt3和Sr2RuO4

到目前为止,在这两种材料中打破时间反转对称性的实验证据主要是基于在等于零的磁场下收集的表面测量

然而,圣母大学和西北大学的研究人员最近开始收集材料UPt3手性超导性的新证据,超越了零磁场条件下的表面测量

他们发表在《自然物理》杂志上的论文包含了在外加磁场下对UPt3的真实整体测量结果,这为材料中时间反转对称性的破坏提供了直接证据

“我们收集的测量结果是西北大学的威廉·哈尔佩林和我之间长达十年的合作的结论,由以前的(威廉·甘农)和现在的(基南·艾夫斯)研究生推动,”进行这项研究的研究人员之一莫滕·爱斯基摩森告诉《自然物理学》

“考虑到最近的热导率和17O奈特位移测量对Sr2RuO4中奇宇称配对的早期确定提出了质疑,它们显得尤为及时

" 与Sr2RuO4相比,奇数奇偶f波配对在UPt3中建立良好

在UPt3中,B相被预测为手征基态,如上所述,BTRS的证据来自于零外加磁场的表面探针测量

涡格(VL)衍射图样

信用:Avers等人 在他们的实验中,爱斯基摩森和他的同事利用小角中子散射(SANS)收集了UPt3的大量测量数据,这种技术能够在介观尺度上表征材料结构

他们所使用的特定测量方案,包括磁场减弱和磁场逆转测量之间的比较,是由西北大学的詹姆斯·索尔斯设计的,他是这篇论文的合著者

通过施加磁场在超导材料中引入的涡流可以作为宿主材料中超导状态的敏感探针

在他们的研究中,爱斯基摩森和他的同事们使用涡流来探测超洁净的UPt3晶体中的超导状态,特别是通过对材料的涡流晶格进行SANS研究

“涡流允许测量磁场强度和探针整体超导特性的函数,而不是表面特性,”爱斯基摩森说

“我们的测量数据是在两个领先的中子散射设备上收集的:美国田纳西州的橡树岭国家实验室和法国格勒诺布尔的朗之万研究所

“西北大学的长期努力使测量成为可能,以生产出前所未有的高质量的UPt3单晶

" 显示涡格(VL)构型的场依赖性的图形

信用:Avers等人

爱斯基摩森和他的同事最近的研究提供了第一个直接的证据,证明了基于体积测量的UPt3材料中的BTRS,最终证明了其超导性的内部自由度(即

e

根据场历史获得不同涡格分裂的能力)

除了证实UPt3的BTRS效应,这些发现可以鼓励其他研究团队使用类似的测量技术来研究其他非常规超导体

“我们目前没有关于这种材料的进一步计划,但是这种测量协议可以用于其他超导体的小角度中子散射研究,这可能会破坏时间反转对称性,”爱斯基摩森说

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