Evidence for a ferromagnetic quantum critical point in URhGe doped with Ru
研究了关联金属系列URh_{1-x} Ru_{x} Ge中铁磁有序的演化。磁化强度,运输和比热测量提供了令人信服的证据铁磁量子临界点的临界浓度x_{c} = 0.38。在这里,我们报告交流磁化率和磁化强度测量选定的样品与Ru掺杂浓度附近的临界点。
2007-06-08 cond-mat.str-el
Dilatometry study of the ferromagnetic order in single-crystalline URhGe
在2 ~ 200 K温度范围内,对单晶URhGe进行了热膨胀测量。在铁磁转变(居里温度T_C = 9.7 K)时,沿三个正交主轴的线性热膨胀系数均呈现明显的正峰值。这意味着居里温度的单轴压力依赖性,由Ehrfest关系确定,都是积极的。因此,计算出的流体静压力依赖性dT_C/dp为正,并且等于0.12 K/kbar。此外,确定了有效Gruneisen参数。低温电子Gruneisen参数Γ_{sf} = 14表明低温下铁磁自旋涨落的体积依赖性增强。此外,铁磁有序和铁磁自旋涨落的能量尺度的体积依赖性被发现是相同的。
2002-12-02 cond-mat.str-el
Review of U-based Ferromagnetic Superconductors: Comparison between UGe2, URhGe, and UCoGe
2000年发现铁磁(FM)化合物UGe 2(T_Curie = 52 K,在环境压力下)在P = 1.1 GPa的压力下变成超导体,直到它在Pc = 1.6 GPa以上进入顺磁(PM)相,这是一个惊喜。对新材料(URhGe和UCoGe)的连续搜索导致了在环境压力下超导性(SC)和铁磁性共存的发现。在UCoGe中,SC在P_c = 1.1 ~ 4GPa的PM区存在。重点是在磁场(H)、压力和单轴应力的极端条件下进行低温实验。在UGe 2中,不同FM和PM基态的级联中的费米面(FS)重建与它们的磁涨落之间存在强烈的相互作用。类似的现象发生在URhGe和UCoGe,但乍一看,SC似乎是由FM波动驱动的。在UCoGe中,纵向场扫描导致FM波动的急剧减小,而横向场扫描导致居里温度T_Curie的抑制;结果是FM波动的增加,导致SC的增强。URhGe中的奇异性是c轴和b轴之间的各向异性的弱点;最值得注意的特征是在H_R附近检测到重入SC。所有的实验结果都证明了这三种材料中的SC起源于FM涨落,这是FM状态下磁激励的振幅模式。在FM超导体中,自旋三重态配对已经被预期,并且实际上在UCoGe的SC态中通过Knight-shift测量观察到。它们迷人的(p,T,H)相图现在已经很好地建立起来了。讨论如何不同的理论方法可以描述实验学家发现的各种现象。
2019-01-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Dimensionality driven enhancement of ferromagnetic superconductivity in URhGe
在大多数非常规超导体中,如高温铜氧化物、铁磷氧化物或重费米子系统,超导性出现在电子不稳定性附近。然而,明确识别配对机制仍然是一个巨大的挑战。在这些系统中,正交晶系铀铁磁超导体具有独特的地位,特别是因为磁场直接耦合到铁磁序,导致在高场下重新出现超导电性的有趣发现。在这里,我们表明单轴应力是一个了不起的工具,可以微调配对强度。在相对较小的应力下,超导相图被异常地修改,低场和高场超导态的合并以及超导性的显著增强。超导临界温度在零磁场和欠磁场下均升高,达到1K,比常压下高出一倍多。超导电性的增强与横向磁化率的增加直接相关,表明除了Ising型纵向铁磁涨落外,横向磁涨落也在超导配对中起重要作用。
2017-10-25 cond-mat.str-el
Evolution of ferromagnetic order in URhGe alloyed with Ru, Co and Si
我们研究了相关金属URhGe(居里温度$T_{\rm C} = $ 9.5 K)中Ru、Co和Si的化学取代对铁磁有序的演化。制备了多晶样品URh $_{1-x}$ Ru $_x$ Ge($x \leq $ 0.6)、URh $_{1-x}$ Co $_x$ Ge($x \leq $ 0.9)和URh Ge $_{1-x}$ Si $_x$($x \leq $ 0.2),并通过磁化和输运实验研究了它们的磁性。在Ru掺杂的情况下,$T_{\rm C}$最初增加,但随后作为$x$的函数线性降低,并且对于$x_{\rm cr} \approx 0.38$被完全抑制。在URh $_{1-x}$ Co $_x$ Ge系列中的居里温度在接近$x=0.6$处具有宽的最大$T_{\rm C} = 20$ K,然后对于$x=0.9$下降到8 K。在Si掺杂的情况下,$T_{\rm C}$保持大致恒定。我们的结论是,合金系统URh $_{1-x}$ Ru $_x$ Ge和URh $_{1-x}$ Co $_x$ Ge是有趣的候选人,以研究铁磁不稳定性。
2007-03-12 cond-mat.str-el
Ferromagnetism and Superconductivity in Uranium Compounds
本文介绍了铁磁超导体UGe_2、URhGe和UCoGe的最新进展。超导性(SC)与铁磁性(FM)和平共存,形成库珀对的自旋三重态。这些引人注目的新现象,如由磁场增强的SC,与Ising型铁磁涨落有关。UGe_2、URh_Ge和UCoGe之间的各种铁磁有序矩有助于理解FM、三临界性和SC之间的关系。
2011-08-24 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Novel critical behavior of magnetization in URhSi:Similarities to uranium ferromagnetic superconductors UGe$_2$ and URhGe
利用修正的Arrott图、Kouvel-Fisher图、临界等温线分析和标度分析研究了铀铁磁体URhSi在T_C~ 10 K顺磁-铁磁相变前后的临界磁化行为。URhSi与铀铁磁超导体URhGe和UCoGe同构。通过标度分析和临界等温线分析,确定了URhSi在TC以下的自发磁化强度与温度关系的临界指数β = 0.300 ± 0.002,磁化率的临界指数γ = 1.00 ± 0.02,T_C下的磁性等温线的临界指数δ = 4.38 ± 0.04。这些临界指数满足Widom标度定律delta = 1+ gamma/beta。在铁磁状态下,URhSi的磁化强度具有很强的单轴磁各向异性。然而,铁磁转变的普适类不属于具有磁矩之间的短程交换相互作用的3D伊辛系统(β = 0.325,γ = 1.241,和δ = 4.82)。所得到的URhSi的磁化强度指数与铀铁磁超导体UGe_2和URhGe,以及铀铁磁体UIr和U(Co_0.98Os_0.02)Al的磁化强度指数相似。Tateiwa等人,Phys.Rev.B89,064420(2014)]。URhSi中铁磁转变的普适类可能与铀铁磁超导体和铀铁磁体中的普适类相同。铀化合物中磁化强度的非常规临界行为不能用以前对临界现象的理论解释来理解。从几个角度讨论了URhSi中超导性的缺乏。
2019-03-15 cond-mat.str-el
Suppression of ferromagnetism in URhGe doped with Ru
在常压下,相关金属URhGe中铁磁有序(T_C = 9.5K)和超导电性(T_s= 0.25K)共存。在这里,我们报告的Ru合金URhGe,这使得人们能够调整居里温度为0 K。URuGe具有顺磁性基态,并且与URhGe同构。我们已经制备了一系列多晶URh_{1-x} Ru_{x} Ge样品在很宽的x值范围。磁化强度和电阻率数据(T > 2K)表明,T_C在初始增加后,随x的增加呈线性抑制。铁磁有序被抑制的临界Ru浓度为xcr ~ 0.38。
2005-07-04 cond-mat.str-el
Interplay between magnetism and superconductivity in URhGe
当在最小磁各向异性能量的平面中沿垂直于自发磁化的方向施加约12T的场时,在巡游铁磁体URhGe中发生磁化旋转转变。该转变伴随着正常状态下电阻率的最大值以及在8和13特斯拉之间的场间隔中在较低温度下超导性的重新进入[F.Levy等人,Science,待出版(2005年)]。我们讨论了磁化取向的转变和三重态配对超导态的修改与铁磁性共存,直到约2特斯拉的领域,然后重新出现在广泛的附近的过渡。铁磁铀锗的非对称空间群晶体对称性使得铀原子对沿a轴的磁矩存在反铁磁有序。我们发现,由于库珀对的自发磁性,这种弱反铁磁有序的振幅在相变到超导态以下增加。
2005-07-25 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-angular Dependence of Pairing Interaction in URhGe: Comparison with UCoGe
本文测量了掺钴10%的URhGe单晶的Co-NMR自旋-晶格弛豫速率1/T_1随场角的变化关系。实验结果表明,在铁磁(FM)状态的URhGe的自旋波动是鲁棒的磁场低于约4 T,沿任何方向施加在bc晶面。这与姊妹化合物UCoGe形成鲜明对比,其中FM自旋波动被沿c轴的微小外加场迅速抑制。我们表明,这种差异的自旋波动的字符反映在他们的两个不同的相图为上临界场Hc 2,提供进一步的支持,这些材料中的自旋波动介导的超导机制。
2019-10-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ferromagnetic quantum critical point in URhGe doped with Ru
我们研究了URh $_{1-x}$ Ru $_x$ Ge合金在抑制铁磁有序的临界浓度$x_{cr} = 0.38$附近的热性质、输运性质和磁性。居里温度随$x$的增加而线性减小,有序矩$m_0$以连续的方式被抑制.在$x_{cr}$下,比热随$c \sim TlnT$变化,$γ$值$c/T|_{0.5K}$最大,电阻率的温度指数$ρ\sim T^n$达到最小值$n=1.2$。这些观测结果为铁磁量子相变提供了证据。有趣的是,热膨胀系数和格吕尼森参数$Γ$在$x_{cr}$(低至$T = 1$ K)处仍然是有限的,这与最近金属量子临界点的标度结果不一致。
2007-04-17 cond-mat.str-el
Transverse and Longitudinal Magnetic-Field Responses in the Ising Ferromagnets URhGe, UCoGe and UGe2
的电子比热γ(H)的URhGe的场依赖性确定使用温度依赖的磁化强度测量和麦克斯韦关系的所有三个正交方向。一个大的(40%)增强的γ(H)被发现在重取向转变沿b难轴,我们认为发生时,场致矩是相同的大小作为零场有序矩M0的字段。另一方面,沿易磁化方向施加的场导致伽马(H)的快速抑制。我们强调,这种行为也适用于密切相关的铁磁超导体UCoGe和UGe 2,并讨论了这些材料中的新的场诱导/增强超导性的影响。
2010-12-22 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Superconductivity Reinforced by Magnetic Field and the Magnetic Instability in Uranium Ferromagnets
我们回顾了我们最近在铁磁超导体URhGe和UCoGe上的研究结果。成功地生长了两种化合物的高质量单晶。比热显示出明显的跳跃相关的超导转变UCoGe。从自诱导涡旋态和有序矩的角度讨论了0 K时C/T的有限值。随着H //b轴磁场的增加,超高锗的热膨胀跃变增大,并向低温方向移动。重入和S形超导相URhGe和UCoGe分别解释了不寻常的场的有效质量的依赖性,这是由铁磁不稳定性时,沿硬磁化b轴施加的字段引起的。磁场起伏对磁场方向非常敏感。这反映在Hc 2和有效质量的各向异性中。
2010-12-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Metamagnetism and tricriticalilty in heavy-fermion ferromagnet URhGe
Université Grenoble Alpes, CEA, IRIG, PHELIQS(格勒诺布尔阿尔卑斯大学);Institut Laue Langevin(朗之万研究所)
研究揭示了重费米铁磁体URhGe在特定磁场下的磁相变行为,通过理论模型和模拟分析发现其三临界点及临界指数特性。
2024-10-18 cond-mat.str-el
Mass Enhancement and Reentrant Ground State in Magnetic Field
讨论了最近在格勒诺布尔研究的重费米子系统URhGe、UGe $_2$和CeRhIn $_5$中磁场重入基态的三种不同情况。超锗是一种铁磁超导体,在与自旋重取向场有关的磁场($H$)作用下具有超导折返性。UGe $_2$是一种铁磁超导体,在2个铁磁相之间的变磁转变处,超导的上临界场$H_{c2}$增强。CeRhIn $_5$是具有$H$折返反铁磁性的超导体。我们分析了$H$增强的不同贡献的有效质量和场重入相位之间的联系。
2009-06-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Consecutive magnetic phase diagram of UCoGe-URhGe-UIrGe system
制备了UCo_(1-x)Rh_xGe和UIr_(1-x)Rh_xGe单晶,建立了dU-U-T(dU-U为铀原子间最短距离,T为温度)复合磁相图。这承认在沿b轴的温度Tmax处磁化率的特征最大值是一个重要参数。在这个范围内可以区分出三个磁有序区域;第一个是居里温度< Tmax的铁磁区域,第二个是居里温度= Tmax的铁磁区域,最后一个是存在于UIrGe侧的Néel温度< Tmax的反铁磁区域。
2017-11-01 cond-mat.str-el
Vortex liquid phase in the p-wave ferromagnetic superconductor UCoGe
P波铁磁超导体UCoGe的沿b轴的场的上临界场具有特定的S形,类似于URhGe的再入超导相。为了探索超导相在这种横向磁场下的演变,我们报告的热导率和电阻率的测量,揭示了一个可能的场诱导涡旋液相,并支持场诱导的超导序参量的变化。
2018-08-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Collapse of ferromagnetism and Fermi surface instability near reentrant superconductivity of URhGe
本文给出了在磁场作用下铁磁超导体URhGe中的热电势和电阻率的测量结果。在$H_{R}$ =12.75 T的自旋重取向转变附近观察到重入超导性,在那里发生从铁磁到极化顺磁状态的一级转变。特别关注的是纵向配置,其中电流和热流都平行于所施加的场。通过$H_R$的电阻率的费米液体$T^2$依赖性的有效性清楚地表明,没有量子临界点发生在$H_R$。因此,在$H_R$的铁磁转变线成为一阶,这意味着在有限温度下存在三临界点。在三临界点附近的磁场涨落的增强刺激了超导电性的重新进入。在沿b轴施加热梯度的情况下观察到的热电功率的突然符号变化以及其他方向上的强烈异常是一个明确的宏观证据,表明费米面通过$H_R$出现了显著变化。
2016-07-21 cond-mat.str-el
Spin-Triplet Superconductivity in UTe2 and Ferromagnetic Superconductors
自旋三重态最有可能在铀铁磁超导体UGe 2、URhGe、UCoGe中实现。铁磁性和超导性的微观共存意味着库珀对应该在铁磁性的强内场下实现,导致具有相等自旋配对的自旋-三重态。当铁磁涨落增强时,在所有三种材料中观察到的场增强超导性是自旋三重态超导性的有力证据之一。我们在这里提出的结果,一个新发现的自旋三重态超导体,UTe 2,并比较这些结果与铁磁超导体。虽然在UTe 2中没有发现磁序,但在UTe 2和铁磁超导体之间存在相似之处。例如,H的超临界上场超过泡利极限,场重入超导||在UTe 2、URhGe和UCoGe中观察到b轴。我们还显示了在不同质量的样品上的UTe 2的比热结果,专注于超导相的剩余态密度。
2020-03-09 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
73Ge-NMR/NQR Investigation of Magnetic Properties of URhGe
本文报道了铁磁超导体URhGe的~(73)Ge-NMR和NQR结果。实验测定了Ge位的内场H_int的大小和方向以及电场梯度参数。用不同方法取向的粉末多晶样品,得到了H_0 // c(易轴)和H_0 // b的NMR位移和核自旋弛豫速率随场的变化关系。从H_0 // b的NMR位移,我们证实了居里温度的逐渐抑制,并观察到附近的自旋重取向相分离。相分离的观察提供了微观证据,证明在H_0 // b下的自旋重取向在低温下是一级的。核自旋-晶格弛豫速率1/T_1表明H_0 // c的磁涨落被抑制,而H_0 // b的磁涨落仍然很强。H_0 // b向自旋重取向场方向的1/T_1T和核自旋-自旋弛豫速率1/T_2的增加表明,在沿b轴和c轴的磁场涨落作用下,URhGe中出现了场致超导电性。
2015-03-16 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Itinerant magnetism in URhGe revealed by angle resolved photoelectron spectroscopy
用软X射线角分辨光电子能谱学(hn=595-700 eV)研究了铁磁超导体URhGe顺磁相的电子结构。在ARPES谱中观察到U 5 f态贡献较大的色散带,并形成费米面。在顺磁相的能带结构的部分解释的带结构计算处理所有的U 5 f电子作为巡回,这表明巡回的描述U 5 f状态是一个很好的起点,这种化合物。另一方面,在费米能级附近(E_B < 0.5 eV)的能带结构上,存在着定性上的分歧。实验观察到的能带色散比计算的要小,费米面的形状也与计算的不同。在费米能级附近的谱带中观察到了由于铁磁转变而引起的谱函数的变化,表明该化合物的铁磁性具有巡回起源。
2014-04-03 cond-mat.str-el
Novel universality class for the ferromagnetic transition in the low carrier concentration systems UTeS and USeS exhibiting large negative magnetoresistance
我们报道了低载流子浓度系统UTeS和USeS的新的临界磁化行为,它们分别在铁磁转变温度T_C ~ 85和23 K附近表现出大的负磁阻. UTeS和USeS结晶在相同的正交TiNiSi型晶体结构的铀铁磁超导体URhGe和UCoGe。我们用几种方法确定了自发磁化强度M_s的临界指数β,磁化率χ的临界指数γ和T_C处磁化等温线的临界指数δ。UTeS和USeS中的铁磁态具有很强的单轴磁各向异性。然而,在这两个化合物的临界指数是不同的三维伊辛模型与短程磁交换相互作用。对于铀的铁磁超导体UGe_2和URhGe,以及铀的金属间铁磁体URhSi,UIr和U(Co_0.98Os_0.02)Al,已经报道了相似的临界指数,而对于铀化合物,UTeS和USeS的铁磁转变普适类可能属于同一普适类。不仅在具有巡游5 f电子的铀金属间铁磁体中,而且在具有局域5 f电子的低载流子浓度系统UTeS和USeS中,都观察到了与铁磁转变相关的新的临界现象. UTeS和USeS的大的负磁电阻和UGe_2和URhGe的超导电性与新的临界指数所表征的铁磁性相似。
2019-08-21 cond-mat.str-el
High-field moment polarization in the ferromagnetic superconductor UCoGe
本文报道了在磁场高达60 T和温度从1.5到80 K的条件下,对同质结构铁磁超导体UCoGe和URhGe的磁化强度和磁电阻率的测量结果。在低温下,在大约50 T的场$μ_0\mathbf{H}\parallel\mathbf{b}$中的UCoGe中的矩极化导致磁化和磁阻的明确异常。这些异常消失的温度高于30-40 K,在磁化率和磁场诱导的磁电阻率的变化的最大值被发现。UCoGe和URhGe之间进行了比较,在12 T的磁场$μ_0\mathbf{H}\parallel\mathbf{b}$的力矩重定向导致场诱导重入超导。
2012-11-12 cond-mat.str-el
Wing structure in the phase diagram of the Ising Ferromagnet URhGe close to its tricritical point investigated by angle-resolved magnetization measurements
高精度的角度分辨直流磁化和磁矩的研究进行了单晶样品的URhGe,正交伊辛铁磁体的$c$轴是磁化容易轴,为了调查的相图周围的铁磁(FM)重取向转变在磁场附近的$c$轴。我们已经清楚地检测到在低温下的磁化强度和磁矩的一级转变,并确定了三维$T$ - $H_{b}$ - $H_{c}$相图的翼结构的详细轮廓,其中$H_{c}$和$H_{b}$分别表示沿$c$和$b$轴的场分量。量子翼临界点位于$μ_0H_c\sim\pm$ 1.1 T和$μ_0H_b\sim$ 13.5 T。当温度升高到$\sim 3$ K时,机翼平面边界上的两条二阶转捩线迅速趋于相互接近。然而,在零共轭场($H_c=0$)处,在$\sim 4$ K处的磁场导数中仍然可以看到一级相变的特征,表明三临界点存在于高于4 K的相当高的温度区域。翼面结构的这一特征与三条二阶转捩线在三临界点切向合并的理论预期一致。
2017-09-01 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Split transition in ferromagnetic superconductors
在最近提出的一个描述由磁涨落引起的铁磁性和超导性共存的模型框架内,研究了在铁磁性背景下上自旋和下自旋电子的分裂超导转变.它示出,一个一般预期的两个过渡彼此接近。这一结论进行了讨论有关URhGe的实验结果。研究还表明,磁Goldstone模在超导相中具有有趣的结构,可以作为探索超导起源的实验工具。
2003-12-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Topological properties of ferromagnetic superconductors
各种重费米子超导体,如UCoGe,UGe $_2$和URhGe,表现出体铁磁性和超导性的惊人共存。在这些系统中,磁矩随压力减小,并在铁磁量子临界点(qcp)处消失。值得注意的是,在UCoGe的超导性随跨qcp的压力平滑地变化,并且存在于铁磁和顺磁区域。我们认为,在UCoGe,自旋轨道相互作用稳定的时间反演不变的奇宇称超导体在高压顺磁制度。基于一个简单的唯象模型,我们预言了从顺磁正常态到超导和铁磁共存的相变是一级相变。
2016-01-08 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Static critical exponents of the ferromagnetic transition in spin glass re-entrant systems
本文用多种实验技术和分析方法研究了重入金属合金Au_(0.81)Fe_(0.19)、Ni_(0.78)Mn_(0.22)、Ni_(0.79)Mn_(0.21)和非晶态a-Fe_(0.98)Zr_(0.08)在居里温度附近的静态临界现象。我们一般发现,指数α、β、γ和δ的值明显偏离3D海森堡模型的预测,并且介于这些期望值和表征典型自旋玻璃转变的值之间。比较我们的工作中获得的指数与文献中报道的其他重入系统的指数,一个弱的普适性类可以被定义为指数分布在一定范围内的平均值。
2009-04-22 cond-mat.other cond-mat.str-el
Re-entrant superspin glass phase in La$_{0.82}$Ca$_{0.18}$MnO$_3$ ferromagnetic insulator
我们报告的结果磁化和交流磁化率测量到非常低的领域上的钙钛矿锰氧化物,La $_{0.82}$ Ca $_{0.18}$ MnO $_3$的单晶。这种成分落在锰氧化物相图中有趣的铁磁绝缘体区域。与早期的观点相反,我们的研究表明,该系统是磁(和其他任何意义上)单相的铁磁有序温度为$\sim$ 170 K。然而,这种铁磁状态是磁受挫,该系统表现出明显的玻璃态动力学低于90 K。基于测得的动力学性质,我们提出,这种准长程铁磁相,以及相关的超自旋玻璃行为,是系统的真正的磁性状态,而不是经常建议的铁磁和反铁磁相的宏观混合物。我们的研究结果提供了一个理解的量子相变从反铁磁绝缘体到铁磁金属通过这个铁磁绝缘状态的$x$在La $_{1-x}$ Ca $_x$ MnO $_3$的功能,在磁极化子的可能形成。
2014-02-05 cond-mat.str-el
Superconductivity and Ferromagnetic Quantum Criticality in Uranium Compounds
本文综述了我们最近对铁磁超导体UGe_2、URhGe和UCoGe的研究,以及Ising 5 f巡游系统UCoAl的铁磁量子临界性和顺磁奇异性。由于铁磁超导体的有序矩从1.5 μ B到0.05 μ B的变化,有趣的系统变化或相似性被澄清。所有的铁磁超导体都表现出很大的上临界场Hc 2,并且当压力或磁场方向被调整到特定的条件时,在场-温度相图中观察到场重入(-加强)现象。这些现象很好地解释了铁磁纵向波动,这是由磁场在横向配置。大的Hc 2也可能与费米表面不稳定性的额外影响有关,例如Lifshitz型奇点。
2014-02-23 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
New critical behavior in unconventional ferromagnetic superconductors
用Wilson-Fisher重整化群方法建立和描述了非常规超导体和超流体的新临界行为。对于一定的有序对称性,一种新的类型的波动驱动的一级相变在有限和零温度的预测。结果可应用于广泛的铁磁超导和超流系统,特别是巡游铁磁体UGe 2和URhGe。
2006-11-16 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Ground-state phase diagram of the $S = 1$ one-dimensional Kondo lattice model with a uniaxial anisotropy under transverse fields
利用密度矩阵重整化群研究了横向磁场对单轴各向异性$S=1$一维Kondo晶格模型的影响。该模型可作为分析伊辛铁磁超导体URhGe的简化模型。我们发现各种相,如铁磁和反铁磁相,近藤坪(KP)相,Tomonaga-Luttinger液体,和完全极化相。在KP阶段,由于局部和传导电子自旋之间的强束缚对,在磁化中出现伪平台。这就是为什么我们称这个阶段为近藤高原。在铁磁相和KP相之间的临界磁场处,我们发现磁化曲线上有变磁行为。我们详细讨论了各种关联函数和Friedel振荡,并在此基础上讨论了在横向磁场下的实验数据。
2019-01-25 cond-mat.str-el
Attractive electron-electron interaction induced by geometric phase in a Bloch band
我们研究的Berry曲率场的存在下,普遍存在于铁磁金属与自旋轨道耦合的电子配对。我们发现,一个足够强的Berry曲率场的费米表面上可以转换成一个吸引的p波通道中的电子之间的排斥相互作用。我们还揭示了一个拓扑的可能性,把一个有吸引力的s波相互作用到一个p波通道,即使贝里曲率场只存在于费米面(圆)内。我们推测这些新的机制可能与最近发现的铁磁超导体如UGe $_{2}$和URhGe有关。
2006-11-21 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Itinerant Ferromagnetism and Superconductivity
随着非常规超导性的发现,超导性再次成为一个挑战。在重费米子材料、有机导体和铜氧化物中已经观察到无阻电流。在$UGe_2$、$ZrZn_2$和$URhGe$的单晶中发现超导性,重新唤起了人们对超导性和铁磁性共存的兴趣。实验结果表明:(1)超导性仅限于铁磁相。ii)铁磁有序在超导相内是稳定的(中子散射实验)。iii)与这些材料中的超导性相关的比热异常似乎不存在。在低温下,比热与温度呈线性关系。本文综述了铁磁自旋涨落引起的铁磁超导的最新实验结果和基本理论思想。特别注意的磁振子交换机制FM超导。
2004-06-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Pressure-phase diagram of UCoGe by ac-susceptibility and resistivity measurements
UCoGe是少数几种在常压下表现出铁磁性和超导性共存的化合物之一。当T_Curie = 3 K和T_SC = 0.6 K时,它接近量子相变;抑制磁性所需的压力略高于1 GPa。我们报告的同时电阻率和交流磁化率测量压力下的多晶非常大的单晶域和电阻率比约为6。这两种方法都证实了以前通过测量多晶体的电阻率所建立的相图。铁磁相被抑制P约1.2 GPa。令人惊讶的是,超导性在压力高达至少2.4 GPa的情况下仍然存在。在其他超导和铁磁重费米子化合物中,如UGe 2和URhGe,超导态仅位于较大的铁磁区域内。因此,UCoGe似乎是超导性从铁磁区延伸到顺磁区的第一个例子。
2009-08-20 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Meissner phases in spin-triplet ferromagnetic superconductors
本文给出了自旋三重态铁磁超导体的相和相变性质的新结果。铁磁性和非常规超导共存的混合相的超导电性是由自发磁化的存在触发的。混合相是稳定的,但通常存在于非常规超导体中的其他超导相要么是不稳定的,要么对于理论参数的特定值,其中一些在相图的相当窄的区域中在相对较低的温度下是亚稳定的。从正常相到共存相的相变是一阶的,而从铁磁相到共存相的相变可以是一阶或二阶的,这取决于具体物质。库珀对和晶体各向异性确定了相图形状的更精确轮廓,并减少了系统基态的退化,但它们不会急剧改变相应相的相稳定性域和热力学性质。最后,结合对UGe_2、ZrZn_2、URhGe等金属铁磁体的应用,对结果进行了讨论。
2005-05-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Thermodynamic signatures of short-range magnetic correlations in UTe$_2$
利用各种热力学和输运探针,详细研究了UTe $_2$中出现非常规超导电性的正常态。明确的证据表明,一个广泛的Schottky类似的异常与大约R ln 2熵周围$T^{*} \approx 12$ K观察到在所有测量的数量。与高磁场传输数据的比较允许构造类似于铁磁超导体URhGe的$H\text{-}T$相图。低场电子Grüneisen参数的$T^{*}$和在$H_m \approx 35$ T的变磁转变是可比的,指出一个共同的起源,这两种现象。增强的威尔逊比和柯林加比表明,不能排除短程铁磁涨落的存在。
2021-07-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Zooming into the coexisting regime of ferromagnetism and superconductivity in ErRh4B4 single crystals
报道了铁磁重入超导体ErRh $_{4}$ B $_{4}$动态磁化率的高分辨率测量结果。共存制度的详细调查揭示了不寻常的温度不对称和磁各向异性行为。从铁磁正常相升温后,超导相通过一系列不连续的步骤出现,而铁磁相通过逐渐过渡发展。提出了一个基于局部场不均匀性的模型来解释观测结果。
2007-06-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Properties of Ferromagnetic Superconductors
由于在过去十年中发现了三种铀铁磁超导体,UGe 2,URhGe和UCoGe,库珀配对的三重态和铁磁性之间的相互作用的迷人方面已经出现。此外,由于正常状态下的铁磁性质相对于铁磁-顺磁不稳定性的接近程度是相当不同的,因此与超导性共存的反馈引起压力和磁场的相当不同的边界。特别注意的是相对于三临界性的材料的位置上,并在相对于铁磁子晶格磁化方向的横向场响应的超导性的加强。铁磁性和超导性之间的相互作用的其他事实也简要地提到。
2011-04-12 cond-mat.str-el
Amorphous ferromagnetism and re-entrant magnetic glassiness in Sm$_{2}$Mo$_{2}$O$_{7}$: new insights into the electronic phase diagram of pyrochlore molybdates
本文讨论了Sm $_{2}$ Mo $_{2}$ O $_{7}$单晶的磁性。在文献中,一个传统的巡游铁磁态的钼$^{4+}$亚晶格低于$\sim 78$ K的报道。然而,我们的直流磁强计,μ子自旋谱($μ^{+}$ SR)和高次谐波交流磁化率的结果毫不含糊地证明在这个阶段的高度无序的条件下,尽管结晶和化学顺序。这种无序的磁性状态与非晶铁磁合金有几个共同的特征。Sm $_{2}$ Mo $_{2}$ O $_{7}$的这种情况是支持的临界指数,主要是由我们的直流磁化数据的标度分析推导和确认的其他技术的过高的值。此外,$μ^{+}$ SR在微观尺度上检测到显著的静态磁无序。同时,交流磁化率的三次谐波分量在$\sim 78$ K附近的临界发散导致该磁相的玻璃性质的额外证据。最后,纵向弛豫的$μ^{+}$自旋极化(也支持交流磁化率的结果)的证据再入玻璃的功能类似于非晶铁磁体。
2014-05-26 cond-mat.str-el
p-wave superconductivity near a transverse saturation field
本文研究了在横向磁场h_x作用下伊辛铁磁超导体URhGe的重入超导电性。本文计算了p波序参量T_{sc}的超导转变温度,并给出了两个随h_x变化的半球。我们发现强增强的T_{sc}在高场圆顶附近的饱和场h_s的自旋排列在横向方向。软磁振子在那里产生强吸引相互作用。电子对的自旋分量在h_x h_s之间有明显的变化<h_s and h_x>。我们还讨论了由于外场和交换场的相互抵消而导致的零自旋对超导现象的出现。
2013-02-06 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Coexistence of triplet superconductivity and itinerant ferromagnetism
$UGe_2$和$URhGe$中的三重态超导性与巡游铁磁性共存,使得在压力-温度相图中,超导态占据的整个区域位于更大的铁磁性区域内。在同一族金属UCoGe中,铁磁体和超导相变的压力相关临界线T_{Curie}(P)和T_{sc}(P)相互交叉。两带多畴超导铁磁体状态出现在温度低于这两条线。在这里,我描述的对称性和序参量的顺磁以及多畴铁磁超导态。讨论了两个相邻铁磁超导畴间的约瑟夫森耦合。
2009-04-15 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Observation of re-entrant spin glass behavior in (Ce1-xErx)Fe2 compounds
在掺Er的CeFe_2化合物中发现了明显的重入自旋玻璃态的实验证据。直流磁化的零场冷却-场冷却分叉、冻结温度的频率依赖性、零场冷却磁化的弛豫和大剩磁的存在证实了这些化合物中的自旋玻璃态。频率依赖性被发现遵循临界慢化机制。Er的随机取代和Ce价态的变化以及Fe亚晶格中铁磁组分的增强似乎是导致自旋玻璃态的原因。使用详细的实验方案,我们还证明了这些化合物的低温状态不是磁性玻璃。不存在交换偏置表明在这些化合物中不存在铁磁性和自旋玻璃态的共存。发现RSG态与随机磁化团簇而不是原子级随机性有关。
2010-07-23 cond-mat.str-el
Size of stripe domains in a superconducting ferromagnet
在超导铁磁体中,超导状态出现在铁磁相中,通常已经发展出畴结构。本文研究了超导屏蔽电流对任意厚度薄膜中具有面外磁化的条形结构的影响。我们发现,超导总是导致畴的收缩,并存在一个临界值的渗透深度低于该值的单畴结构比周期性的更稳定。此外,我们还研究了单重态和三重态超导电性对畴宽的不同影响,以及畴内涡旋存在的条件。然后根据超导铁磁体URhGe、UGe 2和UCoGe的实验数据对所得结果进行了讨论。
2011-07-13 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Anomalous angular dependence of the upper critical induction of orthorhombic ferromagnetic superconductors with completely broken p-wave symmetry
我们采用Klemm-Clem变换映射的运动方程的绿色功能的一个干净的超导体与一般的椭球费米面(FS)的有效质量$m_1, m_2$,和$m_3$的存在下,一个任意方向的磁感应${\bm B}=B(\sinθ\cosϕ,\sinθ\sinϕ,\cosθ)$到那些的球形FS。然后,我们得到的变换间隙方程的变换配对相互作用$\tilde{V}(\hat{\tilde{\bm k}},\hat{\tilde{\bm k}}')$适合于任何轨道序参数对称性。利用这些结果计算了具有转变温度$T_{\rm Curie}>T_c$的正交铁磁超导体的上临界感应强度$B_{c2}(θ,ϕ)$。我们假设FS被强自旋-轨道耦合分裂,由于铁磁性,\textit{p}波极态形式的单个平行自旋($\uparrow\uparrow$)配对相互作用锁定在垂直于自发磁化${\bm M}_0\perp\hat{\bm e}_3$的$\hat{\bm e}_3$晶轴上。根据$B\rightarrow Bα$修正轨道谐振子本征值,其中$α(θ,ϕ)=\sqrt{m_3/m}\sqrt{\cos^2θ+γ^{-2}(ϕ)\sin^2θ}$、$γ^2(ϕ)=m_3/(m_1\cos^2ϕ+m_2\sin^2ϕ)$和$m=(m_1m_2m_3)^{1/3}$。在固定的$ϕ$下,序参量各向异性导致$B_{c2}$表现出新的$θ$依…
2013-06-14 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Unconventional Superconductivity in UTe2
新的自旋三重态超导体候选者UTe2最近才在2018年底被发现,并引起了极大的关注。我们回顾了在不同实验室中取得的关键实验和理论进展。UTe 2是一种重费米子顺磁体,但在发现超导性后,人们预计它将接近铁磁不稳定性,与U基铁磁超导体URhGe和UCoGe有许多相似之处。不同类型的磁相互作用之间的竞争和5f铀电子的本地和巡回字符之间的二元性,以及U价的移动出现在丰富的相图中的关键参数最近发现的极端条件下,如低温,高磁场,和压力。我们讨论了在低温下的宏观和微观实验,以澄清常压下的正相性质。将特别注意Hm = 35 T时沿硬磁轴b施加的磁场的变磁转变的发生。增加外部压力会导致磁性和电子性质的强烈变化,并对超导性产生直接反馈。注意力将被赋予作为磁场和压力的函数的费米面的可能的演变。UTe2的超导性非常丰富,表现出各种非常规的行为,这将是突出的。在磁场作用下,出现了异常巨大的超导上临界场,并具有重入行为,在温度场、压力相图中出现了多个超导相。有证据表明自旋三重态配对。将描述不同的理论方法。值得注意的是,我们讨论的UTe 2是一个可能的例子实现一个迷人的拓扑超导体。
2021-12-26 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Spin-polaron band of heavy carriersin the heavy-fermion ferromagnetic superconductor UGe2
在强关联材料中,电子的合作行为导致多种量子有序态,在某些情况下,这些量子有序态可能共存。然而,长期以来人们一直认为,铁磁有序,超导性和重费米子行为之间的共存是不可能的,因为前者支持平行自旋对齐,而后两种现象的传统理解假设自旋单线态或反平行自旋。这种理解最近受到越来越多的铀系统(UGe 2,URhGe,UIr和UCoGe)的观察的挑战,其中超导性被发现在铁磁状态下,更根本的是,这两种有序现象都表现出相同的一组重5 f电子。由于超导性和铁磁性的共存与声子介导的自旋单重态超导性的标准理论不一致,它需要一种替代的配对机制,其中电子通过自旋涨落被束缚成自旋三重态对。在重费米子方案中,这种替代机制假设磁性具有带特征,并且所述带由f电子组成的重准粒子形成。这条带被认为是所有三种现象的原因,尽管它的性质和那些重准粒子的性质仍然不清楚。在这里,我们报告的光谱证据形成UGe 2的亚纳米尺寸的自旋极化子的动力学,我们遵循顺磁和铁磁相。这些自旋极化子表现为重载流子,因此可以作为由5 f电子组成的重准粒子;一旦建立了相干性,它们就形成了一个狭窄的自旋极化子带,从而提供了巡游铁磁性与自旋三重态超导性和重费米子行为的自然调和。
2014-03-11 cond-mat.str-el
Coexistence of Ferromagnetism with Spin Triplet Superconductivity
对ZrZn $_{2}$、URhGe以及在一定压力范围内对UGe $_{2}$的实验结果表明,铁磁超导体是弱巡游铁磁体。在这些结果的指导下,我们采用扩展的Stoner模型描述了等自旋三重态配对超导(SC)和铁磁性(F)共存的现象,该模型在哈密顿量中包含了在位库仑相互作用、$U$和与占据相关的跳跃积分.我们使用Hartree-Fock(H-F)近似和格林函数技术。在H-F近似中,在位库仑相互作用扮演在位交换(Hund's)场的角色。所有部位间相互作用将包括H-F近似中的部位间动力学相关性$<c_{iσ}^{+}c_{jσ}>$。我们引入压力依赖的跳跃积分。数值计算结果与ZrZn $_{2}$的实验数据进行了比较。动力学相关性在没有库仑相互作用负值的帮助下产生了超导电性。该模型可以解释弱巡游铁磁性对三重态SC的激发。在ZrZn $_{2}$中实验观察到这种效应。数值分析也证实了实验结果的临界温度(居里和超导)随着外部压力的增加而降低。
2008-11-03 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-induced spin nematic Tomonaga-Luttinger liquid of the $S=1/2$ spin ladder system with the anisotropic ferromagnetic rung interaction
利用数值对角化方法和密度矩阵重整化群(DMRG)方法研究了磁场作用下具有各向异性铁磁交换作用的$S=1/2$量子自旋梯系统.研究发现,在一定的强磁场中,存在向列相自旋相关占优的Tomonaga-Luttinger液体(TLL)。它包含在TLL阶段,在那里实现了两个磁振子束缚态。在适当的参数下,在从双磁振子束缚TLL相到单磁振子束缚TLL相的场致相变之后,发生了到双磁振子束缚TLL相的再入相变,这一点得到了DMRG的磁化曲线的证实.给出了耦合各向异性平面上的几种相图与磁化强度和磁场的关系。目前的结果是一个候选系统的建议,该系统表现出的自旋双稳相没有双二次相互作用或挫折。
2022-08-23 cond-mat.str-el
Magnetic field dependence of the many-electron states in a magnetic quantum dot: The ferromagnetic-antiferromagnetic transition
本文讨论了多电子(Ne = 1,2,.,5)在单个磁性离子和垂直磁场的作用下,研究了受抛物势约束的量子点。我们得到了能谱,并计算了随磁场变化的具有尖点的附加能。研究了基态多粒子波函数的涡旋性质,并对大磁场研究了与复合费米子有关的涡旋性质。当外场较大时,杂质的位置对自旋对关联函数有很大的影响。在小的外加磁场中,自旋交换能和塞曼项一起导致铁磁-反铁磁(FM-AFM)相变。当磁性离子远离量子点中心时,随着库仑相互作用强度的增加,出现了明显的凹进AFM-FM-AFM跃迁。热力学量的热容,磁化强度,磁化率也进行了研究。能级的尖点表现为热容和磁化率的峰值。
2008-11-18 cond-mat.str-el
Anomalous Anisotropy of the Lower Critical Field and Meissner Effect in UTe2
本文报道了最近发现的重费米子超导体UTe $_2$单晶的低温磁化率和磁化强度的测量结果,并与两种常压铁磁超导体URhGe和UCoGe的测量结果进行了比较。在超导相的磁滞曲线显示了一个熟悉的钻石形状叠加在一个大的顺磁背景。Meissner态是通过在几Oe的小磁场中零场冷却以及在小磁场中交流磁化率测量来测量的,并且导致了100%的屏蔽,具有急剧的转变。场冷却Meissner-Ochsenfeld效应(磁通排出)在磁场大于几Oe时可以忽略不计,但当磁场减小到0.01 Oe时,场冷却Meissner-Ochsenfeld效应(磁通排出)几乎占到理想抗磁信号的30%。在本研究的磁场和温度范围内,没有发现铁磁转变的迹象。下临界场$H_{\rm c1}$已沿三个晶体学轴测量,并且令人惊讶的是,$H_{\rm c1}$的各向异性与上临界场的各向异性矛盾。我们讨论了这种差异,并表明,它可能提供额外的支持磁场依赖的配对介导的铁磁波动在UTe $_2$。
2021-04-30 cond-mat.str-el
Trends in Heavy Fermion Matter
本文简要介绍了重费米子物理的主要进展,包括Ce金属相图,CeAl 3中发现的巨大有效质量,以及CeCu 2 Si 2和三种U基化合物UBe 13,UPt 3和URu 2 Si 2中连续发现的非常规超导电性。为了追踪巨大有效质量的来源,讨论了中间价化合物的情况,重点是Yb和Ce材料之间的差异。有效质量的形成分析了两个经常和奇异部分的贡献。例子给出了两个,反铁磁(CeRu 2Si 2系列)和铁磁三临界(UGe 2)。铁磁超导体URhGe的压力和磁场的研究说明了超导配对的奇异有效质量增强的作用。Ce-115材料的发现为深入研究反铁磁性和超导性的相互作用提供了机会。这是清楚地证明了场重新进入AF内的SC相下的超导上临界场(Hc 2)的CeCoIn 5或在两侧的Hc 2内的一个限制的压力窗口CeRhIn 5。给出了URu_2Si_2的隐藏序参量的研究现状,并强调它可能对应于晶格单胞加倍,导致能带结构和自旋动力学的剧烈变化,并可能存在多极有序和反铁磁性之间的竞争.
2010-11-01 cond-mat.str-el
High Field Superconducting Phases of Ultra Clean Single Crystal UTe2
本文通过最高 36 T、磁场在 b-c 轴间倾斜的磁电阻测量,揭示 UTe2 两类场重入超导相的角度关联及涨落各向异性,并由量子振荡证实准二维费米面。
2024-10-29 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Field-Induced Superconductivity near the Superconducting Critical Pressure in UTe2
我们报道了在压力接近临界压力Pc时,新型自旋三重态超导体UTe 2中的磁电阻,其中超导相终止,场沿正交结构中的三个a,b和c轴。H //a轴的超导相正好低于Pc,表现出磁场重入行为,这是由于在低磁场下与磁序的出现竞争。H //c轴的上临界场Hc 2在Pc以下的H-T相图中显示出准垂直的增加,表明超导性被强涨落加强,即使在20 T以上的高场下也会持续存在。随着压力的增加,零场超导电性消失,磁序出现。令人惊讶的是,在高场下观察到场致超导性,其中由于磁有序相的抑制而实现自旋极化状态;自旋极化状态有利于超导性,而低场下的磁有序相似乎是不利的。自旋极化态中的巨大Hc 2似乎暗示着自旋三重态。与a轴和c轴相反,沿b轴的磁场没有发生超导的场增强。我们比较的结果与以上的变磁场,Hm的磁场方向倾斜约30度的场重入超导。以及铁磁超导体URhGe和UCoGe中的场重入(增强)超导性。
2021-04-04 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con
Low temperature high magnetic field $^{57}Fe$ M$\ddot{o}$ssbauer study of kinetic arrest in $Hf_{0.77}Ta_{0.23}Fe_2$
采用H-T空间中的新路径,对金属间化合物$^{57}Fe$的低温高磁场穆斯堡尔谱进行了测量。在5 K和零磁场下的铁磁(FM)分数被示出取决于冷却场,即,场越高,FM分数越高。在4特斯拉磁场中收集的M $\ddot{o}$穆斯堡尔谱表明,反铁磁(AFM)自旋相对于所施加的磁场倾斜,因此,有助于在该化合物的总体磁化。数据还显示了即使在AFM相的2a位置处的感生磁矩。采用CHUF(不相等磁场中的冷却和加热)方案收集的M $\ddot{o}$ ssbauer谱显示当样品在零场中冷却时的再入转变,并且在4 T中加热期间测量,显示FM状态为平衡态。本工作是第一个微观实验证据的动力学停滞的磁性状态的去玻璃化。
2013-01-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el