Onderzoekers onder leiding van Prof. Zou Liangjian van de Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS) van de Chinese Academie van Wetenschappen (CAS) hebben onlangs het magnetische fasediagram van de supergeleidende verbinding Ba_{2 CuO4-δ en zijn supergeleidende paringssymmetrie op basis van het spin-fluctuatiemechanisme. De resultaten zijn gepubliceerd in Physical Review B .}

Het is bekend dat twee elektronen in vacuüm elkaar afstoten. In supergeleiders vormen twee elektronen nabij het Fermi-oppervlak echter een Cooper-paar door bosonische quasi-deeltjes uit te wisselen. Deze Cooper-paren met dezelfde fase condenseren de superfluïde zonder weerstand. De paringssymmetrie van Cooper-paren is een belangrijk kenmerk voor het blootleggen van effectieve paringsinteractie in supergeleiders.

Een nieuw ontdekte cuprate-supergeleider Ba₂ CuO_4-δ gekenmerkt op hoge Tc van 73 K, ongeveer twee tot drie keer hoger dan isostructurele conventionele cuprate La₂ CuO_4-δ . Het toont ook gecomprimeerde CuO₆ octaëders, die is omgekeerd aan de CuO₆ octaëders of CuO₅ piramides in de ouderfasen van conventionele cuprates. Dit resulteert in meerdere orbitalen die bijdragen aan supergeleidende eigenschappen in Ba₂ CuO_4-δ .

De fasediagrammen van de vorige cuprates-supergeleiders toonden antiferromagnetisme dicht bij, of in sommige gevallen naast elkaar, met supergeleiding. Daarom wordt voorgesteld dat de effectieve paringsinteractie wordt gemedieerd door spinfluctuatie in de cuprates-supergeleiders. Begrijpen welk mechanisme bijdraagt ​​aan de effectieve koppelingsinteractie in Ba₂ CuO_4-δ , is het cruciaal om het magnetische fasediagram ervan te onderzoeken.

In dit werk, met behulp van de rotatie-invariante slave boson (RISB) methode, onderzochten de onderzoekers het magnetische fasediagram van de hoog-Tc supergeleidende verbinding Ba₂ CuO_4-δ . Ze bestudeerden ook de supergeleidende paringsymmetrie, gebaseerd op het spin-fluctuatiemechanisme binnen willekeurige fase-benadering.

De resultaten toonden aan dat het systeem zich in het intermediaire correlatieregime (U ~ 2 eV) gedroeg als enkelbands paramagnetisch metaal wanneer n> 2,4, en slechts één antiferromagnetische isolerende ouderfase had.

In het sterk gecorreleerde regime (U> 4 eV) vertoonde het systeem twee verschillende antiferromagnetische isolerende ouderfasen bij n =2 en 3, respectievelijk overeenkomend met tweebands en enkelbands aard.

Door de experimentele spinkoppelingswaarde van ongeveer 150 meV te vergelijken met het totale energieverschil tussen de Néel antiferromagnetische en paramagnetische fasen, schatten de onderzoekers dat U ≈ 2~3 eV in Ba₂ CuO_3.2 .

Ze bestudeerden verder de supergeleidende paringssymmetrie op basis van het spin-fluctuatiemechanisme en ontdekten dat de paringssterkten van s-wave en d-wave bijna degenereren.

Resultaten suggereren dat Cooper paren in Ba₂ CuO_3.2 zijn s+d –golf symmetrisch.

Het is de eerste keer dat wetenschappers het magnetische fasediagram van Ba₂ . theoretisch illustreren CuO_4-δ , wat suggereerde dat Cooper paren in Ba₂ CuO_3.2 waren s + d -golf symmetrisch, op voorwaarde dat de effectieve koppelingsinteractie wordt gemedieerd door spinfluctuaties. + Verder verkennen

Gepolariseerde neutronenverstrooiing onthult geprefereerde spin-excitaties in dubbellaagse op ijzer gebaseerde supergeleider