非均匀性驱动的常规与非常规超导体中的多形态自发霍尔效应
超导电性
2025-07-08 v2
摘要
自发霍尔效应 (SHE)，即在零磁场下垂直于电流发生的有限电压，已在常规和非常规超导体中观察到，呈现于超导临界温度附近的峰值。SHE的起源备受争议，已有解释从内在机制（如自发对称性破缺或时间反演对称性破缺 (BTRS)）、外在机制（如阿布里科斯维克环运动）到外在因素（如材料非均匀性，如非均匀临界温度 (Tc) 分布或结构不对称性）等多种途径。本工作为不同超导材料中的SHE进行实验研究。我们聚焦于常规、低Tc、锐利过渡的钌 (Nb) 以及非常规、中间Tc、平滑过渡的 Fe(Se,Te)。我们的发现显示，超导过渡附近均存在不同的SHE峰，峰高、符号和形状各不相同，表明可能存在与具体材料无关的统一机制。我们提出，由局部化学组成变化、杂乱或其他形式的电子空间非均匀性导致的临界温度空间非均匀性，可能解释SHE的出现。该假设得到了对随机分布Tc的有限元仿真的支持，仿真通过变更Tc分布、空间尺度和扰动幅度来进行。实验结果与仿真结果的比较表明，SHE在不同超导体中具有统一的起源，而不同现象可依据相对于Tc分布幅度的临界温度过渡幅度来解释。
引用
@article{arxiv.2505.12249,
title = {Inhomogeneity-driven multiform Spontaneous Hall Effect in conventional and unconventional superconductors},
author = {Nadia Stegani and Ilaria Pallecchi and Nicola Manca and Martina Meinero and Michela Iebole and Matteo Cialone and Valeria Braccini and Koushik Karmakar and Andrey Maljuk and Bernd Büchner and Vadim Grinenko and Marina Putti and Federico Caglieris},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12249},
year = {2025}
}