The complex structure of the Remeika phases, the intriguing quantum states they display, and their low carrier concentrations are a strong motivation to study the nature of their superconducting phases. In this work, the microscopic properties of the superconducting phase of single-crystalline Lu$_3$Os$_4$Ge$_{13}$ are investigated by muon-spin relaxation and rotation ($μ$SR) measurements. The zero-field $μ$SR data reveal the presence of spontaneous static or quasi-static magnetic fields in the superconducting state, breaking time-reversal symmetry; the associated internal magnetic field scale is found to be exceptionally large ($\approx$ 0.18~mT). Furthermore, transverse-field $μ$SR measurements in the vortex state of Lu$_3$Os$_4$Ge$_{13}$ imply a complex gap function with significantly different strengths on different parts of the Fermi surface. While our measurements do not completely determine the order parameter, they strongly indicate that electron-electron interactions are essential to stabilizing pairing in the system, thus, demonstrating its unconventional nature.
A phenomenology for multiple phases in the heavy fermion skutterudite superconductor PrOs4Sb12
本文用唯象的Ginzburg-Landau理论在立方(四面体)晶体对称性T_h下讨论了方钴矿PrOs_4Sb_(12)中最近发现的两个超导相。建立在实验输入来自最近的热导率测量,这两个阶段的间隙函数的结构被认为是自旋单重配对的情况下。其中一个相位于高温高场区(A相)是强各向异性s波态,另一个相(B相)是各向异性s + i d波态。B相自发地破坏立方晶体对称性和时间反演对称性。B相立方对称性破缺导致了反常的晶体应变,表现在热膨胀和等温弹性常数的各向异性上。作为时间反演对称性破缺的信号,可以预期通过MuSR测量应该观察到内部自发磁化。
Broken time-reversal symmetry in superconducting Pr$_{1-x}$La$_{x}$Pt$_{4}$Ge$_{12}$
用比热、零场μ子自旋弛豫($μ$ SR)和超导临界场测量方法系统地研究了填充方钴矿合金系列Pr $_{1-x}$ La $_{x}$ Pt $_{4}$ Ge $_{12}$的超导态。一个额外的不均匀的局部磁场,指示破缺的时间反转对称性(TRS),观察到在超导态的合金。对于$x \lesssim 0.5$,在明显低于超导转变温度$T_c$的温度$T_m$以下,断裂TRS相开始。对于$x \gtrsim 0.5$ $T_m \approx T_c$。局部场强随着$x \to 1$而减小,其中LaPt $_{4}$ Ge $_{12}$的特征在于常规配对。低临界场$H_{c1}(T)$的PrPt $_{4}$ Ge $_{12}$显示低于$T_q \sim T_m$的第二个二次温度区域的开始。上临界场$H_{c2}(T)$的测量表明多带超导性,和点间隙节点是一致的比热数据。在Pr $_{1-x}$ La $_{x}$ Pt $_{4}$ Ge $_{12}$中,在$T_c$处只观察到一个比热不连续,而在Pr Os $_{4}$ Sb $_{12}$中则观察到低于$T_c$的第二次跳跃。这些结果表明,超导电性的PrPt $_{4}$ Ge $_{12}$的特点是由一个复杂的序参量。
Probing the superconducting ground state of the rare-earth ternary boride superconductors $R$RuB$_2$ ($R$ = Lu,Y) using muon-spin rotation and relaxation
用μ子自旋转动和弛豫方法研究了稀土过渡金属三元硼化物$R$ RuB $_2$(其中$R$ = Lu和Y)的超导电性。在零场的测量表明,时间反演对称性在两种材料进入超导状态时都得到了保留;在两种化合物的超导转变上方和下方观察到去极化的微小差异,但这归因于准静态磁场波动。磁通线晶格的横向场测量表明,在这两种材料的超导性是完全有间隙的,与传统的s波配对对称性和BCS的大小为零温度的间隙能量。计算了Lu和Y化合物中有效质量分别为$m^*/ m_\mathrm{e} = $ $9.8\pm0.1$和$15.0\pm0.1$的超导态载流子的电子性质,超导载流子密度分别为$n_\mathrm{s} = $($2.73\pm0.04$)$\times 10^{28}$ m $^{-3}$和($2.17\pm0.02$)$\times 10^{28}$ m $^{-3}$ .这些材料已经根据用于超导性的Uemura方案进行了分类,具有$1/(414\pm6)$和$1/(304\pm3)$的$T_\mathrm{c}/T_\mathrm{F}$值,这意味着超导性在性质上可能不完全是常规的。
Sign reversing Hall effect in atomically thin high temperature superconductors
我们制作了范德华异质结器件,使用几个单位晶胞厚度的Bi $_2$ Sr $_2$ CaCu $_2$ O $_{8+δ}$的磁输运测量。原子级薄样品的超导转变温度和载流子密度可以保持接近大块样品。在大块样品中,霍尔电导率的符号被发现是相反的正常状态附近的转变温度,但随着样品的厚度减小的温度-磁场相图中的霍尔符号反转的区域急剧扩大。基于涡核中的过剩电荷密度和超导涨落的霍尔符号反转的定量分析表明,在二维极限下,原子级薄样品中存在重整化的超导能隙。