Dans les supraconducteurs non conventionnels, le défi majeur de la recherche sur les mécanismes est de révéler comment les électrons se forment en paires de Cooper et se condensent collectivement en un état supraconducteur sous les deux interactions de charge et de spin. Les supraconducteurs à base de fer sont similaires aux supraconducteurs à base d'oxyde de cuivre et de fermions lourds, et ils présentent également de fortes fluctuations de spin, qui favorisent probablement l'appariement supraconducteur en agissant comme la "colle d'appariement" bosonique. Un tel argument est soutenu par un mode de résonance de spin avec une échelle d'énergie de crête universellement linéaire avec T_c . Cependant, on ne sait toujours pas si, dans de tels systèmes multi-orbitaux, le système de spin peut avoir des directions fluctuantes préférées qui sont couplées au degré de liberté orbital.

La diffusion neutronique est une sonde directe pour mesurer les fluctuations de spin dans les matériaux, et donc un outil puissant dans la recherche des mécanismes de la supraconductivité non conventionnelle. Avec une résolution spatiale en diffusion de neutrons polarisés, il nous donnera des informations détaillées sur le couplage spin-orbite et l'anisotropie de spin dans les supraconducteurs à base de fer.

Jusqu'à présent, il existe trois ordres magnétiques confirmés dans les supraconducteurs à pnicture de fer :l'ordre de type bande colinéaire avec des moments dans le plan appelés onde de densité de spin de bande (SSDW); l'ordre biaxial colinéaire avec des moments polarisés selon l'axe c, appelé onde de densité de spin de charge (CSDW); et l'ordre coplanaire non colinéaire avec des moments dans le plan appelés phase de cristal de vortex de spin (SVC). L'accumulation de preuves suggère que la résonance de spin est préférentiellement polarisée le long de l'axe c dans l'état supraconducteur coexistant avec les ordres SSDW ou CSDW.

Récemment, Liu Chang et al. dans les profs. Le groupe de Luo Huiqian et Li Shiliang de l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec Bourges Philippe, Sidis Yvan de l'Université Paris-Saclay, He Guanghong et Li Yuan de l'Université de Pékin et d'autres collègues, ont révélé le spin mode de résonance et l'anisotropie de spin dans le supraconducteur ordonné SVC CaK(Fe_0.96 Ni_0,04 )₄ Comme₄ .

Les chercheurs ont découvert deux modes de résonance de spin avec des symétries L impaires et paires par rapport à la distance réduite dans l'unité bicouche Fe-As. L'analyse de polarisation suggère que le mode impair est hautement anisotrope, se manifestant par une forte composante d'axe c et deux composantes dans le plan faiblement anisotropes. De telles excitations de spin préférées sur l'axe c apparaissent déjà dans la phase SVC et continuent même jusqu'à la phase paramagnétique jusqu'à ce que l'anisotropie de spin disparaisse finalement à haute température.

Ces résultats fournissent la pièce manquante du puzzle sur l'effet de couplage spin-orbite dans les supraconducteurs fer-pnictide, et suggèrent que les excitations magnétiques de l'axe c sont universellement préférées par l'appariement supraconducteur vraisemblablement orbital-sélectif.

Pendant ce temps, la forme de l'ordre magnétique dépend des caractéristiques de symétrie spécifiques au matériau en plus du couplage spin-orbite, conduisant à une riche variété d'interactions entre la supraconductivité et le magnétisme dans les supraconducteurs à base de fer.

Cette étude a été publiée dans Physical Review Letters . + Explorer plus loin

Connecter deux classes de supraconducteurs non conventionnels