Lewis Powell, Wenjun Kuang, Gabriel Hawkins-Pottier, Rashid Jalil, John Birkbeck, Ziyi Jiang, Minsoo Kim, Yichao Zou, Sofiia Komrakova, Sarah Haigh, Ivan Timokh… 展开作者
Lewis Powell, Wenjun Kuang, Gabriel Hawkins-Pottier, Rashid Jalil, John Birkbeck, Ziyi Jiang, Minsoo Kim, Yichao Zou, Sofiia Komrakova, Sarah Haigh, Ivan Timokhin, Geetha Balakrishnan, Andre K. Geim, Niels Walet, Alessandro Principi, Irina V. Grigorieva
备注：
29 pages, including 4 main Figures, Methods, 8 Supplementary Figures and 5 Supplementary Notes
Unconventional superconductivity, where electron pairing does not involve electron-phonon interactions, is often attributed to magnetic correlations in a material. Well known examples include high-T_c cuprates and uranium-based heavy fermion superconductors. Less explored are unconventional superconductors with strong spin-orbit coupling, where interactions between spin-polarised electrons and external magnetic field can result in multiple superconducting phases and field-induced transitions between them, a rare phenomenon in the superconducting state. Here we report a magnetic-field driven phase transition in β-PdBi2, a layered non-magnetic superconductor. Our tunnelling spectroscopy on thin PdBi2 monocrystals incorporated in planar superconductor-insulator-normal metal junctions reveals a marked discontinuity in the superconducting properties with increasing in-plane field, which is consistent with a transition from conventional (s-wave) to nodal pairing. Our theoretical analysis suggests that this phase transition may arise from spin polarisation and spin-momentum locking caused by locally broken inversion symmetry, with p-wave pairing becoming energetically favourable in high fields. Our findings also reconcile earlier predictions of unconventional multigap superconductivity in β-PdBi2 with previous experiments where only a single s-wave gap could be detected.
Unconventional magnetization in the multiphase superconductor PdBi$_2$
University of Manchester（曼彻斯特大学）；National Graphene Institute, University of Manchester（曼彻斯特大学石墨烯研究所）；National Innovation Institute of Defense Technology, AMS（中国军队国防科技创新研究院）
Evidence for unconventional superconductivity in a spinel oxide
LiTi $_2$ O $_4$是一种独特的尖晶石氧化物超导体，其混合价态的电荷阻挫是人们特别关注揭示其有趣的超导性质的动力。本文报道了高质量单晶LiTi $_2$ O $_4$（001）薄膜的四重旋转对称性。在外加磁场作用下，磁电阻率和上临界场在超导态内部都表现出明显的四重振荡，而在正常态下各向异性消失，表明它是超导相的一种本征性质。我们认为这是由于在LiTi $_2$ O $_4$中，$E_g$的不可约表示被$O_h$点群所保护的非常规的$d$波超导库珀对所引起的.我们的研究结果表明，在一个三维尖晶石氧化物超导体的配对相互作用的非常规字符和新的光的配对机制的非常规超导。
The soft-mode phonons mediated unconventional superconductivity in monolayer 1T'-WTe2
最近的实验已经通过静电门控将单层1 T '-WTe 2调谐为超导。本文从理论上研究了1 T '-WTe_2单分子层中通过电荷掺杂引起的声子介导的超导电性。我们发现，具有特定动量的软模声子的出现是关键的电子掺杂制度，而没有这样的软模声子和超导电性出现在空穴掺杂制度，从而产生超导电性。我们还发现了一个超导圆顶，这可以归因于电子掺杂导致费米表面嵌套条件的变化。考虑到温度依赖的上临界场H_{c2}在面内和离面方向上的强各向异性，我们证明了超导态在C_{2h}点群的A_{u}沟道中可能存在非常规的等自旋三重态配对.我们的研究为H_{c2}在单层1 T '-WTe 2中的掺杂依赖的超导电性和强各向异性提供了一个有希望的理解。
Unconventional bulk superconductivity in YFe$_2$Ge$_2$ single crystals
采用一种新的水平磁通生长技术生产非常规超导体YFe $_2$ Ge $_2$的高质量晶体，导致无序散射减少了7倍，从而产生具有剩余介电常数$\simeq \SI{0.45}{\micro\ohm\centi\meter}$、电阻率比$\simeq 430$和急剧超导热容异常的mm尺寸晶体。这使得能够搜索研究YFe $_2$ Ge $_2$的正常态和超导态的多探针实验。低温热容量测量表明一个显着的残留索末菲系数，符合间隙状态引起的剩余无序预测的符号变化的序参量。
Nuclear magnetic relaxation rates of unconventional superconductivity in doped topological insulators
我们研究了掺杂拓扑绝缘体$M$（$=$ Cu，Nb，Sr）$_{x}$ Bi $_{2}$ Se $_{3}$和Sn $_{1-x}$ In $_{x}$ Te中的核磁弛豫速率与温度的关系，以检测拓扑超导性的迹象。临界温度Tc以下的Hebel-Slichter相干效应依赖于掺杂拓扑绝缘体的最小模型所预测的超导态。在类似于$^{3}$ He中的ABM相的节点各向异性拓扑状态中，NMR速率在Tc以下具有常规的$s$波状相干峰。相比之下，在完全带隙的各向同性拓扑超导状态下，低于Tc的速率呈现出反峰轮廓。此外，在二重面内各向异性拓扑超导态中，不存在与手征$p$波态类似的相干效应。因此，我们揭示了NMR速率揭示了掺杂拓扑绝缘体的非常规超导性。
Induced unconventional superconductivity on the surface states of Bi$_2$Te$_3$ topological insulator
拓扑超导性是涉及拓扑有序相和对称性破缺态之间相互作用的各种新现象的核心。关键成分是一个非常规的序参量，轨道组件包含手性$p_x$ + i $p_y$波项。在这里，我们提出了相敏测量，基于量子干涉的纳米约瑟夫森结，实现了使用Bi $_2$ Te $_3$拓扑绝缘体。我们表明，诱导的超导电性是非常规的和一致的符号变化的序参量，如手性$p_x$ + i $p_y$组件。结的磁场图案显示在零外部施加的磁场，这是一个无可争议的签名的同时存在的0和$π$耦合内的结，固有的一个非平凡的序参量阶段的下降。Bi $_2$ Te $_3$薄片的纳米织构形态和热应变所起的巨大作用是显示非常规诱导序参量的令人惊讶的关键因素。
Unconventional sign-changing superconductivity near quantum criticality in YFe$_2$Ge$_2$
我提出的电子结构和磁相互作用的第一性原理计算的结果，最近发现的超导体YFe $_2$ Ge $_2$，并使用它们来确定在这个化合物的超导性和量子临界性的性质。我发现，在费米能级附近的Fe $3d$衍生态显示出丰富的结构，同时存在线性色散和重带。费米面表现出空穴和电子片之间的嵌套，表现为在$(1/2,1/2)$处的磁化率的峰值。我建议，在这种化合物的超导性介导的反铁磁自旋波动与此峰导致类似于以前发现的铁基超导体的$s_\pm$状态。我还发现，各种磁序几乎是简并的能量，这表明接近量子临界是由于竞争的磁相互作用。
