不寻常的材料具有自发超导电流 - 为什么它根本超级是完全未知的

时间：2022-01-16 17:52:00 来源：

超导性是一种完全的电阻损失。超导体不仅仅是非常好的金属：它是一种从根本上不同的电子状态。在正常金属中，电子杂皮上移动，并且它们在晶格中与缺陷和振动碰撞。在超导体中，电子通过吸引力绑定在一起，这使得它们以相关的方式一起移动并避免缺陷。

在非常少量的已知超导体中，超导性的开始导致自发电流流动。这些电流与普通金属线中的电流非常不同：它们内置成超导体的地面，因此它们不能关闭。例如，在超导材料的片材中，电流可能出现在边缘周围的流动，如图所示。

这是一种非常罕见的超导性形式，它总是表明有吸引力的互动是一种不寻常的东西。SR2Ruo4是一种着名的材料，在那里认为这种类型的超导性发生。虽然过渡温度低 - SR2RUO4仅低于1.5 kelvin的超级导电 - 原因是为什么它的超级导电是完全未知的。为了解释这种材料中的超导性已成为物理学家对超导性的理解的重大考验。从理论上讲，从标准模型的超导模型中获得SR2RuO4中的自发电流，因此如果确认它们的超导模型 - 可能需要在其他材料中没有看到的吸引力。

左：SR2RUO4中超导诱导的自发电流示意图。右：SR2RUO4的晶体结构。

检测到这些电流的方式是微妙的。被称为μONs的子颗粒植入样品中。然后，每个muOn的旋转在μ子停止部位存在的任何磁场中的旋转。实际上，MUONS作为磁场的敏感探测器，其可以放置在样品中内部。从这种μON植入实验中发现，当SR2Ruo4变为超导时，已经出现了自发磁场，这表明存在自发电流。

但是，由于信号是微妙的，研究人员质疑它是否实际上是真实的。超导性的开始是材料的电子特性的主要变化，并且可能出现这种细微的附加信号，因为测量装置未正确调谐。

在这项工作中，MAX Planck化学物理研究所的固体化学物理研究所，德累斯顿技术大学和Paul Scherrer Institute（瑞士）表明，当单轴压力施加到SR2RuO4上时，自发电流在较低的温度下发动超导性。换句话说，过渡分成二：第一超导，然后是自发电流。这种分裂尚未在任何其他材料中清楚地证明，重要的是因为它明确地显示了第二转变是真实的。必须科学地解释自发电流，而不是由于不完美的测量结果。这可能需要重大重写我们对超导性的理解。

参考：“在压力下的SR2RUO4下分裂了超导和时间逆转对称转变”，Vadim Grinenko，Shreenanda Ghosh，Rajib Sarkar，Jean Christophe orain，Artem Nikitin，Matthias Elender，Debarmars Das，Zurab Guguchia，FelixBrückner，Mark E. Barber ，Joonbum Park，Naoki Kikugawa，Dmitry A. Sokolov，Jake S. Bobowski，Takuto Miyoshi，Yoshiteru Maeno，Andrew P. Mackenzie，Hubertus Luetkens，Clifford W. Hicks和Hans-Henning Klauss，3月4日2021年3月4日：
10.1038 / s41567-021-01182-7

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