В сверхпроводниках нашли потерянный магнетизм

В сверхпроводниках на основе железа физики обнаружили новый тип магнитного порядка. Из теории следует, что в таких соединениях должно существовать три типа магнитного порядка, однако один из них никогда не наблюдался. Статья с результатами опубликована в журнале npj Quantum Materials.

Существует несколько классов сверхпроводников, сопротивление в которых почти равно нулю при достаточно высокой температуре — к ним, например, относятся купраты (сложные соединения меди) и железосодержащие соединения. Считается, что альтернативные механизмы сверхпроводимости возникают в таких соединениях во многом благодаря их магнитным свойствам. Поэтому физики стараются детально изучить магнитное упорядочивание, которое для железосодержащих сверхпроводников может быть трех видов: волны спиновой плотности в виде полос, спин-зарядовые волны плотности и спин-вихревой кристалл.

Первый тип хорошо известен, его находят во многих соединениях, второй также обнаружен, но лишь в особых типах веществ, третий до данной работы в эксперименте зафиксирован не был. Авторы подозревали, что изучаемое ими соединение арсенида железа CaKFe₄As₄ очень устойчивый сверхпроводник, потому что обладает магнитным упорядочиванием. Внося небольшое количество примесей кобальта и никеля, слегка искажающих кристаллическую решетку, исследователи смогли стабилизировать и обнаружить новый магнитный порядок, сохраняя сверхпроводящие свойства.

«Нам удалось сделать новое магнитное состояние устойчивым и доступным для исследования, — говорит руководитель коллектива авторов Пол Кэнфилд из Университета штата Айова. — Мы считаем, что понимание трех различных типов магнетизма, которые порождают сверхпроводимость в железосодержащих соединениях, мы сможем лучше осмыслить необходимые свойства для возникновения сверхпроводимости такого типа».