30 Jul

领物课堂活动回顾 | UTe2中的自旋三重态超导

领物课堂将邀请多位国内外物理领域的杰出科研工作者为我们分享前沿技术、发展趋势及实验经验,让我们一起畅游知识的海洋,“”会“”理科学的奥妙!

7月28日,华盛顿大学圣路易斯物理系的冉升老师给我们带来领物课堂第三期讲座,题目为UTe2中的自旋三重态超导。

冉老师绘声绘色地讲述了自旋三重态超导材料的特殊之处以及他发现UTe2的全过程。

Photo credit: Natasha Hanacek/NIST

下面我们一起来简单回顾本期报告的主要内容:

冉老师首先介绍自旋三重态超导非常罕见。目前发现的绝大多数超导材料都是自旋单重态超导,其电子空间部分波函数为对称的s波或者d波。而自旋三重态超导的电子自旋波函数是对称的,其电子空间部分波函数为非对称的p波或者f波。在已发现的一万多种超导材料里面,目前已知的自旋三重态候选材料只有个位数。由此可见,自旋三重态超导材料非常罕见。

接下来冉老师介绍了找寻自旋三重态超导材料的思路。不同于自旋单重态超导,在三重态超导体中,其库珀对的电子自旋成同向排布,这给与自旋三重态超导体非常高的临界磁场,也暗示可以从铁磁相出发找寻具有超导行为的材料。另一方面,目前已有的铁磁超导体都是含铀的材料,因此他将研究的范围缩小到合成含铀的铁磁材料。

一次偶然的实验,冉老师合成出了UTe2这种材料,初步的磁性测量和文献调研都证明该材料有可能在更低的温度下发生磁性相变。通过降温实验,冉老师首先验证了该材料具有1.8K的超导转变温度。并且在磁场中的初步测试表明UTe2在20T仍然存在超导态。这一发现意味着UTe2具有非常高的临界磁场。接下来的NMR实验证实UTe2的行为满足自旋三重态超导的特征。后来的STM测量结果表明UTe2符合拓扑超导的特征。

冉老师在UTe2的实验中观测到了三次磁场诱导的超导行为,其中由于UTe2的各向异性,当磁场在(011)面法向时,加场到40T才出现的超导行为为迄今为止首例。

会后冉老师耐心解答了听众提问,如果大家对冉老师的研究感兴趣,欢迎观看报告回放以及访问冉老师课题组主页:https://sites.wustl.edu/sran/

【下期预告】反铁磁绝缘体中的自旋输运

本次课程我们特别邀请到中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心的侯达之老师给大家介绍反铁磁绝缘体自旋输运相关的基础知识和研究进展。

时间:2020年8月27日 10:00-11:00 BJS

主题:反铁磁绝缘体中的自旋输运

主讲人:中国科学技术大学微尺度物质科学国家研究中心 侯达之特任研究员

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注意事项:
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