Een onderzoeksgroep van de Zhejiang University in China heeft ontdekt dat de niet-centrosymmetrische verbinding CaPtAs een supergeleider is, die het bewijs van onconventionele eigenschappen vertoont. Deze verbinding biedt een nieuwe mogelijkheid voor het bestuderen van onconventionele supergeleiding in systemen met gebroken inversiesymmetrie.

Het ontbreken van een inversiecentrum in de kristalstructuur van een verbinding kan ingrijpende gevolgen hebben voor de fysieke eigenschappen ervan. De interessante fenomenen die zijn ontstaan, zijn onder meer spin-splitsing van de Fermi-oppervlakken, het opheffen van de viervoudige degeneratie van een Dirac-punt om twee dubbel gedegenereerde Weyl-knooppunten in Weyl-halfmetalen op te leveren, magnetische skyrmionen met complexe spintexturen, en de karakteristieke eigenschappen van niet-centrosymmetrische supergeleiders.

De intensieve studie van niet-centrosymmetrische supergeleiders gaat terug tot 2004, toen het eerste voorbeeld van deze klasse van materialen met sterke elektronische correlaties werd ontdekt door E. Bauer et al. In zo'n supergeleider zonder inversiecentrum, de symmetrie-toegestane antisymmetrische spin-orbit-koppeling (ASOC) zorgt voor de vermenging van spin-singlet en spin-triplet koppelingstoestanden, wat kan leiden tot een nodale supergeleidende kloof. Dit is aangetoond in de zwak gecorreleerde niet-centrosymmetrische supergeleiders Li ₂ (Pt., pd) ₃ B, waar H.Q. Yuan et al. ontdekte dat de sterkte van de ASOC de relatieve sterktes van de singlet- en tripletcomponenten in de supergeleidende paringsgolffunctie kan afstemmen. In recente jaren, een toenemend aantal niet-centrosymmetrische supergeleiders met nieuwe eigenschappen zijn ontdekt, waar theoretisch is voorspeld dat sommige systemen mogelijk topologische supergeleiding vertonen.

Onlangs, niet-centrosymmetrische supergeleiders - waar er zwakke correlaties zijn maar de tijdomkeringssymmetrie wordt verbroken onder de supergeleidende overgangstemperatuur - zijn veel besproken. Echter, de meeste andere eigenschappen van deze systemen lijken analoog te zijn aan die van conventionele BCS-supergeleiders, met een volledig open supergeleidende spleet. De oorsprong van dit ongewone gedrag behoeft nog uitleg.

Hier heeft een onderzoeksgroep onder leiding van prof. Huiqiu Yuan van het Center for Correlated Matter (CCM) en Department of Physics aan de Zhejiang University een nieuwe niet-centrosymmetrische supergeleider CaPtAs ontdekt met mogelijk onconventionele koppeling, die is gepubliceerd in Wetenschap China:natuurkunde, Mechanica &Astronomie, getiteld "CaPtAs:een nieuwe niet-centrosymmetrische supergeleider."

CaPtAs is een lid van de op aardalkali gebaseerde equiatomaire ternaire verbindingen, kristalliseren in een niet-centrosymmetrische tetragonale structuur (ruimtegroep I41md, No.109) met driedimensionale (3-D) honingraatnetwerken. Dit is anders dan verbindingen zoals SrPtAs, BaPtAs, en BaPtSb, die structuren hebben die bestaan ​​uit gestapelde zeshoekige honingraatlagen. Zowel enkel- als polykristallen van CaPtAs zijn met succes gesynthetiseerd, en bulksupergeleiding wordt bevestigd onder 1,5 K. Metingen van thermodynamische eigenschappen geven mogelijke knooppunten in de supergeleidende opening aan, waarbij de elektronische soortelijke warmte goed wordt aangepast door een p-golfmodel. Verdere samenwerkingsstudies zijn momenteel aan de gang om de aard van de supergeleidende koppelingstoestand van CaPtAs te bepalen.