发现铁超导体中的新磁相

中子衍射图像，提供了Argonne科学家发现的铁基超导体中新磁相的证据。它显示了钡铁砷样品的散射结果，其中钠离子加入到钡位点的24％。向上定位在90 k以下（约-300°F），°但是40 k（-387F）恢复四倍对称性。°所得到的原子和磁性结构在右侧的p中示出，其中蓝色球体代表铁原子，红色箭头表示其磁矩的方向。

Argonne科学家在铁基超导体中发现了一种新的磁相，在对其不寻常的超导性负责的原子和电子之间的相互作用上进行脱落。

美国能源部的科学家氩气国家实验室已经发现了一类称为铁砷化物的超导体的先前未知的阶段。这在对原子和电子之间的相互作用的辩论中阐明了对其不寻常的超导性的争论。

“此前从未观察过的新磁阶段可能对我们对非常规的超导性的理解有重大影响，”纸雷奥斯贝斯，氩气体理学和章节。

科学家和工程师对超导体着迷，因为它们能够承载电流而没有任何阻力。这在所有导体中都是独一无二的：甚至是好的，如大多数电源线所使用的铜线，沿途失去能量。

为什么我们不使用全国各个电力线的超导体？他们最大的缺点是他们必须冷却到非常非常寒冷的温度。此外，我们并不完全了解最新类型，称为非传统超导体，工作。研究人员希望通过弄清楚这些超导体背后的理论，我们可以提高他们工作的温度，并利用它们的电力广泛的新技术。

老年人背后的理论，“常规”超导体相当得很好地理解。彼此通常排斥的电子对，而是通过使它们周围的原子扭曲并彼此通过金属进行互相捆绑在一起。（在普通的旧导体中，这些电子反弹出原子，产生热量）。在“非常规”的超导体中，电子仍然形成对，但我们不知道是什么将它们绑定在一起。

超导体尤其是过度的;为了进入超导阶段 - 电力自由流动 - 它们需要大量的溺爱。研究人员研究的铁砷通常是磁性的，但随着你加入混合物，磁性被抑制，材料最终使超导低于-400华氏度。

磁场也影响原子结构。在室温下，铁原子位于方形晶格上，该方格子具有四倍对称性，但在低于磁性转变温度下冷却时，它们扭曲以形成矩形晶格，仅具有两倍的对称性。这有时被称为“向列法顺序”。据认为，这种列法仍然存在，直到材料变得超导 - 直到这种结果。

Argonne团队发现了一种阶段，其中材料返回到四倍对称，而不是两倍，靠近超导性的开始。（见图）。

“使用中子粉末衍射可见，这是极具敏感的，但您只能在世界上很少在世界上的这个分辨率下进行，”Osborn表示。中子粉末衍射揭示了原子的位置和它们的微观磁矩的方向。

发现新阶段的有趣的原因是它可能有助于解决关于列入令人愉快的争论的长期争论。无论是由磁性还是通过轨道排序都一直在争论理论家。

轨道解释假设电子喜欢静置的D轨道，将晶格驱动到向列中。另一方面，磁性模型（通过研究德国Institutfür的Ilya Eremin和Andrey Chubukov和Andrey Chubukov分别开发）分别在德国和威斯康星大学 - 麦迪逊 - 麦迪逊（威斯康星大学）建议磁相互作用是驱动两倍对称性的并且它们是超导本身的关键。也许在铁砷超导体中将电子成对的是什么粘合的是磁性的。

“轨道理论在这一点上没有预测返回四倍对称性，”奥斯本说，“但磁模型做。”

“到目前为止，这种效果仅在这些掺杂的钠化合物中实验观察到，”他说，“但我们认为它提供了一般性的铁砷毒剂中向探明令的磁性解释的证据。”

Osborn表示，它还可以影响我们对其他类型超导体中的超导性的超导，例如铜氧化物的理解。

本文在自然通信中公布了“在铁基超导体中磁力抑制的磁驱动抑制的磁力抑制”。

本文的其他同志是Argonne Scients Sevda Avci（现在在土耳其的Afyon Kocatepe大学），奥马尔·奇马斯（Afyon Kocatepe大学）（与伊利诺伊州北部的联合任命），Jared M. Allred，Stephan Rosenkranz，Daniel Bugaris，Duck Young Chung，John-Paul Castellan，John Schlueter，Helmut Claus和Mercouri Kanatzidis（与西北大学的联合预约）;伊斯蒂斯·曼努埃尔·帕斯卡尔·曼努埃尔和阿齐兹杜鹃花在牛津郡的卢瑟福·阿普尔顿实验室的穆斯脉冲中子和穆森郡。

美国能源科学办公室提供了对该研究的资金。在ISIS上进行中子粉衍射。

出版物：S. AVCI等，“在铁基超导体中的向列顺序的磁驱动抑制”，“自然通信5，物品编号：3845; DOI：10.1038 / ncomms4845

研究报告的PDF副本：铁基超导体中的向列顺序起源

图像：Jared Allred / Argonne国家实验室