นักฟิสิกส์เรื่องควบแน่นรู้ว่า CeRh2As2 เป็นตัวนำยิ่งยวดที่แหวกแนว แต่พวกเขาไม่ได้ซาบซึ้งถึงความแหวกแนวของมันจนกระทั่งทีมนักวิจัยนานาชาติได้พิจารณาอย่างใกล้ชิดว่ามันมีพฤติกรรมอย่างไรในสนามแม่เหล็กสูง จากผลการวิจัยล่าสุดจากนักวิจัย ที่ สถาบันมักซ์พลังค์สำหรับฟิสิกส์เคมีของของแข็ง (MPI CPfS) ในเมืองเดรสเดิน, เยอรมนี และเพื่อนร่วมงาน ซีอาร์2As2 เป็นหนึ่งในวัสดุเพียงไม่กี่ชนิดที่มีสถานะตัวนำยิ่งยวดแบบคี่พาริตี ซึ่งก็คือวัสดุที่มีความเสถียรต่อสนามแม่เหล็กที่ใช้ในบางทิศทาง
ตัวนำยิ่งยวดมักมีอยู่สองรูปแบบ ประการแรกจะถูกทำลายได้ง่ายเมื่อมีสนามแม่เหล็กและกล่าวกันว่ามีความเท่าเทียมกัน กล่าวคือ ฟังก์ชันคลื่นของสถานะตัวนำยิ่งยวดมีความสมมาตรเมื่อเทียบกับจุดผกผัน ประการที่สองมีความเสถียรในสนามแม่เหล็กที่ใช้ในบางทิศทางและมีความเท่าเทียมกันแบบคี่ กล่าวคือ ฟังก์ชันคลื่นของมันไม่สมมาตร
ในวัสดุที่มีความเป็นตัวนำยิ่งยวดแบบพาริตีคี่ สนามวิกฤติที่ความเป็นตัวนำยิ่งยวดหายไปควรแสดงลักษณะการพึ่งพามุมที่มีลักษณะเฉพาะ ผู้นำการศึกษาอธิบาย เอเลนา ฮัสซิงเกอร์. อย่างไรก็ตาม สภาพนำยิ่งยวดแบบพาริตีคี่นั้นหาได้ยากและมีวัสดุเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้น (รวมถึง ขึ้น3 และ ตัวนำยิ่งยวดที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า UCoGe, URhGe, UGe2 และยูที2) เป็นที่รู้กันว่ามี และไม่มีใครแสดงการพึ่งพามุมที่คาดหวัง
สถานะฟิลด์ต่ำและสูง
ซีอาร์2As2 เป็นสารประกอบเฟอร์เมียนหนักที่เรียกว่าสารประกอบเฟอร์เมียนหนัก ซึ่งเพิ่งพบว่ามีสถานะตัวนำยิ่งยวดสองสถานะ: สถานะสนามแม่เหล็กต่ำและสถานะสนามสูงกว่าที่ปรากฏขึ้นเมื่อมีการใช้สนามแม่เหล็กขนาด 4 T ตามทิศทางที่แน่นอนของโครงสร้างผลึกของวัสดุ ( แกน c) ในงานของพวกเขา Hassinger และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าการพึ่งพามุมใน CeRh2As2 เป็นสิ่งที่คาดหวังจากสถานะคี่-แพริตีได้อย่างแม่นยำ
พวกเขาได้ผลลัพธ์นี้โดยการวัดความไวต่อแม่เหล็ก AC ของวัสดุ แรงบิดแม่เหล็ก และความร้อนจำเพาะเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิ สนามแม่เหล็กที่ใช้ และทิศทางต่างๆ ของสนามแม่เหล็กที่เกี่ยวข้องกับแกนคริสตัล ในการทดลองเหล่านี้ ต้องใช้อุณหภูมิต่ำพิเศษที่ต่ำกว่า 1 K และสนามแม่เหล็กสูงถึง 36 T
แมงกานีสเข้าร่วมกลุ่มตัวนำยิ่งยวดใหม่
“เราเปรียบเทียบแผนภาพเฟสผลลัพธ์กับแบบจำลองโดยผู้ร่วมมือระหว่างประเทศของเราที่มีสถานะตัวนำยิ่งยวดทั้งแบบคู่และแบบคี่” Hassinger กล่าว โลกฟิสิกส์. “แบบจำลองที่เราใช้นั้นเรียบง่ายแต่ทรงพลัง เนื่องจากขึ้นอยู่กับความสมมาตรของคริสตัลและอาศัยพารามิเตอร์จำนวนที่จำกัดมาก มันสามารถทำซ้ำผลการทดลองของเราได้เกือบสมบูรณ์แบบ
“นักวิจัยมองหาตัวนำยิ่งยวดแบบพาริตีคี่และ CeRh มาเป็นเวลานาน2As2 ช่วยให้เราสามารถตรวจสอบคุณสมบัติของความเป็นตัวนำยิ่งยวดประเภทนี้ได้ กล่าวคือกลไกการจับคู่อิเล็กตรอนที่กำลังเล่น (ซึ่ง) รับผิดชอบในการพัฒนาความเป็นตัวนำยิ่งยวด" เธอกล่าวเสริม “วัสดุนี้ยังมีความสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจการทำงานร่วมกันของความเป็นตัวนำยิ่งยวดกับสถานะการสั่งอื่น ๆ ที่เคยสังเกตมาก่อนหน้านี้ ตัวอย่างเช่น สถานะคลื่นความหนาแน่นสี่เท่าและสถานะต้านแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปรากฏที่อุณหภูมิใกล้เคียงกับความเป็นตัวนำยิ่งยวด”
มีการรายงานรายละเอียดการวิจัยฉบับสมบูรณ์ใน PRX.
