Центр квантовых метаматериалов провел научный семинар, посвященный связи сверхпроводимости и нарушению симметрии обращения времени

Научный сотрудник Института Ли Чжэндао Шанхайского университета Цзяо Тун, Гриненко В. А., рассказал участникам семинара о новых данных о спонтанных полях и кластеризации вихрей в сверхпроводнике Sr₂RuO₄ и их объяснении.

Аннотация:

 Sr₂RuO₄ — один из наиболее изученных нетрадиционных сверхпроводников с нарушенной симметрией обращения времени (BTRS) в сверхпроводящем состоянии [1]. Однако, несмотря на 30 лет исследований, связь состояния BTRS со сверхпроводимостью остаётся спорной. Недавно, используя измерения вращения/релаксации спина мюона (µSR) в нулевом поле (ZF), мы обнаружили, что температуры сверхпроводящего перехода T_c и BTRS, T_BTRS, расщепляются под действием одноосного напряжения [2,3] и не расщепляются под действием гидростатического давления или беспорядка [4]. С другой стороны, все попытки найти термодинамические доказательства расщепления переходов под действием одноосного напряжения не дали результата [5,6]. В этом докладе я представлю наши новые данные по µSR, полученные под действием одноосного напряжения в поперечном магнитном поле. Мы исследовали распределение поля в сверхпроводящей вихревой решётке в различных магнитных полях и температурах. Анализ распределения поля согласуется с тенденцией к кластеризации вихрей, вызванной близостью к переходу BTRS. Это наблюдение указывает на связь состояния BTRS со сверхпроводимостью и может быть объяснено расходящейся длиной когерентности ξ_BTRS при переходе T_BTRS. Дальнодействующие притягивающие и короткодействующие отталкивающие межвихревые взаимодействия возникают при ξ_BTRS > λ_SC > ξ_BTRSсверхпроводящей длины когерентности ξ_BTRS и глубины проникновения λ_SC [7]. В этом докладе я также представлю наше недавнее исследование влияния легирования La на напряжённость спонтанных полей в Sr₂RuO₄, исследованное методом ZF-µSR.

[1] G. M. Luke et al. Time-reversal symmetry-breaking superconductivity in Sr₂RuO₄. Nature 394, 558–561 (1998)

[2] V. Grinenko, S. Ghosh et al. Split superconducting and time-reversal symmetry-breaking transitions in Sr₂RuO₄ under stress. Nat. Phys. 17, 748–754 (2021).

[3] V. Grinenko et al., 𝜇SR measurements on Sr₂RuO₄ under ⟨110⟩ uniaxial stress. Phys. Rev. B 107, 024508 (2023).

[4] V. Grinenko et al. Unsplit superconducting and time reversal symmetry breaking transitions in Sr₂RuO₄ under hydrostatic pressure and disorder. Nat Commun 12, 3920 (2021).

[5] Y.-S. Li et al. High-sensitivity heat-capacity measurements on Sr2RuO4 under uniaxial pressure. PNAS  118 (10) e2020492118 (2021).

[6] Y.-S. Li et al. Elastocaloric determination of the phase diagram of Sr₂RuO₄. Nature 607, 276–280 (2022).

[7] E. Babaev et al. Type-1.5 superconductivity in multicomponent systems. Physica C 533, 20-35 (2017).