Понимание происхождения различных термодинамических фаз важно для разработки объединенной теории для неуловимого микроскопического механизма, лежащего в основе высокотемпературной сверхпроводимости; эти наблюдения предоставляют ключевую информацию, полезную для ее развития.Открытие нетрадиционной сверхпроводимости в основанных на железе материалах в 2008 обеспечило еще одну платформу для понимания механизмов, которые управляют высокотемпературной сверхпроводимостью, сначала наблюдаемой в медных окисях в 1986. В целом сверхпроводимость может быть вызвана в железных арсенидах, заменив часть определенных элементов с другим видом (химический допинг), чтобы изменить количество мобильных электронов в материалах.
При комнатной температуре атомы железа сидят на квадратной решетке (см. изображение, правое верхнее) с их магнитными моментами, ориентированными случайным способом. После охлаждения материал подвергается структурному переходу, формирующему прямоугольную решетку. Этот переход, который упоминается как «нематический заказ», сопровождается магнитным заказом (среднее право).Что двигается, нематический заказ спорен, но понимание его происхождения важно, чтобы узнать о механизмах для нетрадиционной сверхпроводимости, и для основанных на железе комплексов и для медных окисей.
До сих пор считалось, что нематический заказ сохраняется, поскольку материал охлаждается полностью к его сверхпроводящему состоянию. Однако появление новой магнитной фазы, обнаруженной в этом нейтронном порошковом исследовании дифракции, показывает, что некоторые материалы возвращаются к квадратной решетке с заказанными магнитными моментами до начала (правой нижней) сверхпроводимости. Это согласовывается с теоретическими предсказаниями, что магнитные взаимодействия стимулируют восстановление четырехкратной симметрии, когда они ослаблены химическим допингом, близко к началу сверхпроводимости.
Есть маленький ряд допинга, где магнетизм и сверхпроводимость сосуществуют; это – то, где новая магнитная фаза замечена нейтронной дифракцией. Наблюдения таким образом представляют убедительные свидетельства, что магнетизм ведет и нематический заказ и его возможное разрушение до появления сверхпроводимости.
Офис САМКИ Науки, Базовых энергетических Наук. Международные вклады были предоставлены при поддержке Соединенного Королевства и Германии.