Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov fazasi - Fulde–Ferrell–Larkin–Ovchinnikov phase

The Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov (FFLO) bosqich (shuningdek, vaqti-vaqti bilan Larkin – Ovchinnikov – Fulde – Ferrell fazasi, yoki LOFF)[1] paydo bo'lishi mumkin supero'tkazuvchi katta magnit maydonda. Uning xususiyatlari orasida Kuper juftliklari nolga teng bo'lmagan umumiy momentum va mekansal ravishda bir xil bo'lmagan buyurtma parametri, supero'tkazgichdagi normal o'tkazuvchanlik maydonlariga olib keladi.

Tarix

1964 yilda ikkita mustaqil nashr, bittadan Piter Fulde va Richard A. Ferrell [2]ikkinchisi esa Anatoliy Larkin va Yuriy Ovchinnikov,[3][4]nazariy jihatdan past haroratlarda va yuqori magnit maydonlarda supero'tkazuvchilarning ma'lum bir rejimida paydo bo'ladigan yangi holatni bashorat qildi. Ushbu supero'tkazgich holati bugungi kunda Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov holati, qisqartirilgan FFLO holati (shuningdek, LOFF holati) deb nomlanadi. O'shandan beri FFLO holatining eksperimental kuzatuvlari turli xil supero'tkazuvchilar materiallarda birinchi bo'lib ingichka holda qidirildi. kabi ekzotik supero'tkazgichlarda va keyinchalik og'ir fermion [5] va organik [6] supero'tkazuvchilar. FFLO holatining mavjudligiga oid yaxshi dalillar Yadro Magnetik Rezonansi (NMR) yordamida organik supero'tkazuvchilarda topilgan. [7][8][9] va issiqlik quvvati.[10][11][12]So'nggi yillarda atom fizikasi sohasida FFLO holati tushunchasi va optik panjaralardagi atom ansambllarida FFLO holatini aniqlash bo'yicha tajribalar olib borildi.[13][14]

Nazariya

Agar a BCS Kuper juftlik singletlaridan (va massa markazining momentumidan) iborat bo'lgan asosiy holatga ega bo'lgan supero'tkazgich q=0) qo'llaniladigan magnit maydonga ta'sir qiladi, so'ngra spin tuzilishi ta'sirlanmaydi Zeeman energiya singletning bitta aylanasini ag'darish va Kuper juftligini sindirish uchun etarlicha kuchli, shu bilan supero'tkazuvchanlikni yo'q qiladi (paramagnitik yoki Pauli juftligining sinishi). Agar buning o'rniga bir xil cheklangan magnit maydonda normal, metall holatni ko'rib chiqilsa, Zeeman energiyasi boshqacha bo'ladi Fermi sirtlari Spin-up va spin-down elektronlari uchun, bu supero'tkazuvchi juftlikni keltirib chiqarishi mumkin, bu erda Cooper juft singletlari massa sonining markaziy kuchi bilan hosil bo'ladi. q, ikkita Fermi sirtining siljishiga mos keladi. Yo'qolib ketmaydigan juftlashish momentumi to'lqin vektori bilan fazoviy modulyatsiya qilingan tartib parametriga olib keladi. q.[6]

Tajriba

FFLO bosqichi paydo bo'lishi uchun shuni talab qilish kerak Pauli paramagnetik juftligini buzish supero'tkazuvchanlikni bostirish uchun tegishli mexanizmdir (Pauli cheklov maydoni, shuningdek Chandrasekhar-Clogston limiti ). Xususan, orbital juftlikning buzilishi (qachon bo'lganda girdoblar kosmosdagi magnit maydonning ustma-ust tushishi bilan induktsiya qilingan) kuchsizroq bo'lishi kerak, bu odatiy supero'tkazuvchilar uchun juda ko'p emas. Ba'zi g'ayrioddiy supero'tkazuvchilar Boshqa tomondan, Pauli juftligini buzishi mumkin: katta hajmdagi materiallar samarali elektron massasi yoki qatlamli materiallar (kvazi-ikki o'lchovli elektr o'tkazuvchanligi bilan).[5]

Og'ir fermionli supero'tkazuvchilar

Og'ir fermionli supero'tkazuvchanlik massasi keskin kuchaygan elektronlar tomonidan hosil bo'ladi ( og'ir fermiyalar, shuningdek, og'ir kvazipartikullar), bu orbital juftlikning buzilishini bostiradi. Bundan tashqari, ba'zi bir og'ir fermionli supero'tkazuvchilar, masalan CeCoIn5, ikki o'lchovli elektron transport xususiyatlariga ega bo'lgan qatlamli kristalli tuzilishga ega.[5] Haqiqatan ham CeCoIn5 Supero'tkazuvchilar holatida noan'anaviy past haroratli fazaning mavjudligi to'g'risida termodinamik dalillar mavjud.[15][16] Keyinchalik, neytron-difraktsiya tajribalari shuni ko'rsatdiki, bu faza anti-ferromagnitik tartibni ham aks ettiradi[17] va supero'tkazuvchi va magnit tartiblash hodisalari bir-biri bilan bog'langanligi.[18]

Organik supero'tkazuvchilar

Organik supero'tkazuvchilarning aksariyati kuchli anizotropdir, xususan pul o'tkazish juda ikki o'lchovli BEDT-TTF (yoki ET, "bisethylendithiotetrathiofulvalene") yoki BEDT-TSF (yoki BETS, "bisethylendithiotetraselenafulvalene") molekulasiga asoslangan tuzlar. Bir tekislikda elektr o'tkazuvchanligi tekislikka perpendikulyar yo'nalishga nisbatan yuqori. Supero'tkazuvchilar samolyotlariga to'liq parallel ravishda katta magnit maydonlarni qo'llashda penetratsion chuqurlik[19][20][21] namoyish etadi va o'ziga xos issiqlik tasdiqlaydi[22][iqtibos kerak ] FFLO davlatining mavjudligi. Ushbu topilma tasdiqlandi NMR bir hil bo'lmagan supero'tkazuvchi holat mavjudligini isbotlagan ma'lumotlar, ehtimol FFLO holati.[23]

Adabiyotlar

  1. ^ Kasalbuoni, Roberto; Nardulli, Juzeppe (2004 yil 26 fevral). "Kondensatlangan moddalar va QCDda bir hil bo'lmagan supero'tkazuvchanlik". Rev. Mod. Fizika. 76: 263–320. arXiv:hep-ph / 0305069. doi:10.1103 / RevModPhys.76.263. S2CID  119472323.
  2. ^ Fulde, Piter; Ferrell, Richard A. (1964). "Kuchli spin-almashinuv maydonida supero'tkazuvchanlik". Fizika. Vah. 135 (3A): A550-A563. Bibcode:1964PhRv..135..550F. doi:10.1103 / PhysRev.135.A550. OSTI  5017462.
  3. ^ Larkin, A.I .; Ovchinnikov, Yu.N. (1964). J. Eksp. Teor. Fiz. 47: 1136. Yo'qolgan yoki bo'sh sarlavha = (Yordam bering)
  4. ^ Larkin, A.I .; Ovchinnikov, Yu.N. (1965). "Supero'tkazuvchilarning bir hil bo'lmagan holati". Sov. Fizika. JETP. 20: 762.
  5. ^ a b v Matsuda, Yuji; Shimaxara, Xiroshi (2007). "Og'ir Fermion Supero'tkazuvchilaridagi Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov davlati". J. Fiz. Soc. Jpn. 76 (5): 051005. arXiv:cond-mat / 0702481. Bibcode:2007 yil JPSJ ... 76e1005M. doi:10.1143 / JPSJ.76.051005. S2CID  119429977.
  6. ^ a b X. Shimaxara: Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov holati nazariyasi va Kвазi-past o'lchovli organik supero'tkazuvchilarga tatbiq etish, A.G. Lebed (tahr.): Organik o'ta o'tkazgichlar va o'tkazgichlar fizikasi, Springer, Berlin (2008).
  7. ^ Rayt, J. A .; Yashil, E .; Kanns, P .; Reys, A .; Bruks, J .; Shlueter, J .; Kato, R .; Yamamoto, X .; Kobayashi, M.; Brown, S. E. (2011-08-16). "Supero'tkazuvchilar holatidagi Zeeman tomonidan boshqariladigan fazali o'tish ". Jismoniy tekshiruv xatlari. 107 (8): 087002. Bibcode:2011PhRvL.107h7002W. doi:10.1103 / PhysRevLett.107.087002. PMID  21929196.
  8. ^ Mayafre, X.; Krämer, S .; Horvatich, M .; Bertier, C .; Miyagava, K .; Kanoda, K .; Mitrovich, V. F. (2014-10-26). "Andreevning dalillari FFLO bosqichining o'ziga xos belgisi sifatida ". Tabiat fizikasi. 10 (12): 928–932. arXiv:1409.0786. Bibcode:2014 yilNatPh..10..928M. doi:10.1038 / nphys3121. S2CID  118641407.
  9. ^ Koutroulakis, G.; Kuhne, H .; Schlueter, J. A .; Vosnitsa, J .; Brown, S. E. (2016-02-12). "Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov holatini mikroskopik o'rganish, juda organik supero'tkazgichda". Jismoniy tekshiruv xatlari. 116 (6): 067003. arXiv:1511.03758. Bibcode:2016PhRvL.116f7003K. doi:10.1103 / PhysRevLett.116.067003. PMID  26919012. S2CID  24383751.
  10. ^ Lortz, R .; Vang, Y .; Demuer, A .; Bottger, P. H. M.; Bergk, B.; Tsviknagl, G.; Nakazava, Y .; Wosnitza, J. (2007-10-30). "Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikovning supero'tkazuvchi holatini qatlamli organik supero'tkazgichdagi kalorimetrik dalillar ". Jismoniy tekshiruv xatlari. 99 (18): 187002. arXiv:0706.3584. Bibcode:2007PhRvL..99r7002L. doi:10.1103 / PhysRevLett.99.187002. PMID  17995428. S2CID  18387354.
  11. ^ Beyer, R .; Bergk, B.; Yasin, S .; Schlueter, J. A .; Wosnitza, J. (2012-07-11). "Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov holatining organik supero'tkazgichdagi burchakka bog'liq evolyutsiyasi". Jismoniy tekshiruv xatlari. 109 (2): 027003. Bibcode:2012PhRvL.109b7003B. doi:10.1103 / PhysRevLett.109.027003. PMID  23030197.
  12. ^ Agosta, S C.; Fortune, N. A .; Xannash, S. T .; Gu, S .; Liang, L .; Park, J.-H.; Schlueter, J. A. (2017-06-28). "Paramagnitik chegaradan yuqori bo'lgan magnit maydonli bir hil bo'lmagan supero'tkazgichning kalorimetrik o'lchovlari". Jismoniy tekshiruv xatlari. 118 (26): 267001. arXiv:1602.06496. Bibcode:2017PhRvL.118z7001A. doi:10.1103 / PhysRevLett.118.267001. PMID  28707943. S2CID  23554914.
  13. ^ Zvayerlin, Martin V.; Shirotzek, Andre; Shunk, Kristian X.; Ketterle, Volfgang (2006). "Balanssiz Spin populyatsiyasi bilan fermionik supero'tkazish". Ilm-fan. 311 (5760): 492–496. arXiv:kond-mat / 0511197. Bibcode:2006 yil ... 311..492Z. doi:10.1126 / science.1122318. PMID  16373535. S2CID  13801977.
  14. ^ Liao, Y. A .; Rittner, A. S. C .; Paprotta, T .; Li, V.; Keklik, G. B .; Xulet, R. G.; Baur, S. K .; Myuller, E. J. (2010). "Bir o'lchovli Fermi gazidagi spin-muvozanat". Tabiat. 467 (7315): 567–9. arXiv:0912.0092. Bibcode:2010 yil natur.467..567L. doi:10.1038 / nature09393. PMID  20882011. S2CID  4397457.
  15. ^ Radovan, H. A .; Fortune, N.A.; Merfi, T.P.; Xanna, S.T .; Palm, E.C .; Tozer, S.V .; Hall, D. (2003). "Elektron spin domenlaridan supero'tkazuvchanlikni magnit kuchaytirish". Tabiat. 425 (6953): 51–55. doi:10.1038 / tabiat01842. PMID  12955136. S2CID  4422876.
  16. ^ Byanki, A .; Movshovich, R .; Capan, C .; Pagliuso, P.G.; Sarrao, JL (2003). "CeCoIn-da mumkin bo'lgan Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov shtati5". Fizika. Ruhoniy Lett. 91 (18): 187004. arXiv:kond-mat / 0304420. Bibcode:2003PhRvL..91r7004B. doi:10.1103 / PhysRevLett.91.187004. PMID  14611309. S2CID  25005211.
  17. ^ Kenzelmann, M .; Strassl, Th; Nidermayer, S.; Sigrist, M.; Padmanabhan, B .; Zolliker, M .; Byanki, A.D .; Movshovich, R .; Bauer, E. D. (2008-09-19). "CeCoIn5 da tutashgan Supero'tkazuvchilar va magnitlangan tartib". Ilm-fan. 321 (5896): 1652–1654. Bibcode:2008 yil ... 321.1652K. doi:10.1126 / science.1161818. ISSN  0036-8075. OSTI  960586. PMID  18719250. S2CID  40014478.
  18. ^ Kumagay, K .; Shishido, H .; Shibauchi, T .; Matsuda, Y. (2011-03-30). "Paramagnit kvazipartikulasi qo'zg'alishi evolyutsiyasining yuqori maydonli supero'tkazuvchilar fazasida paydo bo'lgan ". Jismoniy tekshiruv xatlari. 106 (13): 137004. arXiv:1103.1440. Bibcode:2011PhRvL.106m7004K. doi:10.1103 / PhysRevLett.106.137004. PMID  21517416. S2CID  13870107.
  19. ^ Cho, K .; Smit, B.E .; Koniglio, V.A .; Qish, L.E .; Agosta, KC; Schlueter, J. (2009). "Organik o'ta Supero'tkazuvchilar b ″ - (ET) 2SF5CH2CF2SO3: Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov holatining imkoniyati". Jismoniy sharh B. 79 (22). arXiv:0811.3647. doi:10.1103 / PhysRevB.79.220507. S2CID  119192749.
  20. ^ Koniglio, V.A .; Qish, L.E .; Cho, K .; Agosta, KC; Fravel, B .; Montgomeri, L.K. (2011). "Supero'tkazuvchilar faza diagrammasi va FFLO imzolari f- (BETS) 2gacl4 ning Rf penetratsion chuqurlik o'lchovlaridan". Jismoniy sharh B. 83 (22): 224507. doi:10.1103 / PhysRevB.83.224507.
  21. ^ Agosta, KC; Jin, J .; Koniglio, V.A .; Smit, B.E .; Cho, K .; Stro, I .; Martin, C .; Tozer, S.V .; Merfi, T.P.; Palm, E.C .; Shlueter, J.A .; Kurmoo, M. (2012). Qu- (BEDT-TTF) 2Cu (NCS) 2 ga tatbiq etilgan kvazi-ikki o'lchovli supero'tkazgichlarda Pauli chegaralovchi maydonini aniqlashning eksperimental va yarimempirik usuli: FFLO holatining aniq dalillari ". Jismoniy sharh B. 85 (21): 214514. doi:10.1103 / PhysRevB.85.214514.
  22. ^ Agosta, KC; Fortune, N.A.; Xanna, S.T .; Gu, Shuyao; Liang, Lyusi; Park, J.-H.; Shlueter, J.A. (2017). Qu- (BEDT-TTF) 2Cu (NCS) 2 ga tatbiq etilgan kvazi-ikki o'lchovli supero'tkazgichlarda Pauli chegaralovchi maydonini aniqlashning eksperimental va yarimempirik usuli: FFLO holatining aniq dalillari ". Jismoniy tekshiruv xatlari. 118 (26): 267001. doi:10.1103 / PhysRevLett.118.267001. PMID  28707943.
  23. ^ Mayafre, X.; Krämer, S .; Horvatich, M .; Bertier, C .; Miyagava, K .; Kanoda, K .; Mitrovich, V. (2014). Andre- (BEDT-TTF) 2Cu (NCS) 2 da FFLO fazasining o'ziga xos belgisi sifatida Andreev bilan bog'langan davlatlarning dalillari ". Tabiat fizikasi. 10 (12): 928–932. doi:10.1038 / nphys3121.